Механика жидкости и газа. Избранное. Под общей ред. А.Н. Крайко. (1014100), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Оно составляет 9 дБ. Ниже весь анализ для всех вариантов шумоглушителя дается для этих углов. Соответствующий акустический спектр для этой модели дан на рис. 4. Постигаемые эффекты уменьшения шума струи, связанные с трансформацией акустического спектра при введении в поток струи элементов шумоглушения, известны 1!). Несмотря на это для рассматриваемой модели следует отметить, что наибольшее снижение уровней звукового давления наблюдается в области частот 500 оо 5000 Ги, Эта область частот характерна для шума струи в натурных условиях (50 та 500 Ги) и, следовательно, можно ожидать, что натурный шумоглушитель будет достаточно эффективным. Акустический спектр для рассматриваемого механического шумоглушителя при неравномерном расположении турбулизаторов (1 = 0.46, 7 = 30', рис.
2,б) представлен на рис. 5. Акустические характеристики на рис. 5 несколько отличаются от приведенных на рис. 4 из-за различия в Т,*. Плоскости, в которых располагается интересующая нас диаграмма направленности, характеризуются углом уэ. В этих же плоскостях при измерениях располагался микрофон, т.е. при уг = 0' и при 1о = 90'. Если ось "а а", около которой группируются турбулизаторы, совпадает с плоскостью микрофона (уэ = 0'), то в этом направлении должно наблюдаться снижение шума. действительно, на рис. 5 отмечается значительное уменьшение уровней 1Гл.
488 ,11. И. Соркин, М. Н. Тоеетотеео 04 4.034 50 100 200 500 101 2 10 5 1О !04 2 1 Рис. 6. Зависимость уровнеи звукового давления от частоты 01 = 136', к," = 2.6, Т," = 673 К;. 1 - исходное сопло, 2 и 3 . с механическим шумоглушителем, 3-й вариант: Х = 6, 1 = 0.46, х = 0.07, е = 18; 2 равномерное расположение турбулизаторов: э = 60', зо = 90'; 3 неравномерное расположение турбулизаторов: 1 = 30', 1о = 0') звукового давления как в отдельных 1/3 октавных полосах частот, так и в величине суммарного уровня звукового давления.
При этом четко наблюдается ожидаемая несимметрия распространения звукового излучения -- в направлении угла оо = 90' суммарные уровни звукового давления на 3 дБ выше, чем для направления ео = О'. Иначе говоря, для реальных условий полета, если направление ш = О' и ось "а — ао совпадают, то, например, сбоку от ВПП можно ожидать большего снижения шума, чем в плоскости траектории полета. Приведенный на рис. 5 спектр относится к углу 0 = 135'.
При углах 0 < 90' снижение суммарных уровней шума остается одинаковым для равномерного и для неравномерного расположения турбулизаторов. Однако трансформация акустического спектра при у = 0' и ео = 90' заметно разная. Это приводит к тому, что значительным образом изменяются уровни звукового давления, выраженные с учетом частоты, уровни воспринимаемого шума в РЮ дБ.
Во всем диапазоне углов о при 1о = 0' достигается большее уменьшение уровней воспринимаемого шума при неравномерном расположении шести турбулизаторов. Можно предположить, что так как при равномерном и неравномерном расположении число турбулизаторов одно и то же, то дополнительные потери тяги будут одинаковыми. Отсюда следует, что экономическая эффективность механического шумоглушителя при неравномерном расположении турбулизаторов будет больше (снижение шума в направлении 4о = 0' на единицу потерь тяги возрастет).
Таким образом, применение механических шумоглушителей реактивной струи с неравномерным расположением элементов шу- 8.3) Аэроакуе~пичеекие яаракгаериетики механического шумоеаушитеая 489 моглушения (турбулизаторов) в схеме сопла с центральным телом открывает новые возможности по повышеникз их акустической эффективности без дополнительных потерь тяги.
Заканчивая изложение общих представлений о работе механических шумоглушителей, укажем, что для оценки экономической эффективности исслЕдованных в настоящей работе механических шумоглушителей в практике принято ориентироваться на рекомендации ИКАО [3). Они представляют собой зависимость между уменьшением шума ЬР)з'ЬМ (максимальные значения) и дополнительными потерями тяги в процентах. Пля опытного производства рекомендуется соотношение АЯ,% АЕ,дБ ЬРИЪМ( 18 (ЬЛ,1Л) . 100 = 12.
8 Результаты исслецования 1-го варианта механического шумоглушителя с равномерным расположением турбулизаторов приведены на рис. 6. Четко прослеживается влияние угла наклона о и увеличения площади перфорации е. Чем больше угол ее, тем меньше сопротивление вносимых в поток турбулизаторов,а следовательно, и меньше дополнительные потери тяги ЬЛ = (Л, — Ле )/Л„„. Здесь Ло тяга исходного сопла, Л, ш 4 тяга сопла с элементами шумоглушения, Лиа идеальная тяга при полном изэнтропическом расширении струи от р,'.
до р„. Потери тяги также рб 130 150 170 уменьшаются с увеличением проницаемости турбулизаторов. Несмотря Рис. 6. Зависимости акустичесна то что турбудизаторы стали шире ких (~ХЕ, дБ кРивые 1) и аэ(рис. 6,6; х = 0.15), потери тяги для Ролииамических (ЬЛ,7е .-- крин = 170' при увеличении е от 6 до вые 2) характеристик механи- 13 А уменьшились почти в 2 раза. С о ческого шумоглушителя от уг- ла о (1-й вариант: о = 135', Ффе а 1уве е е р -, 2 7„7, ' Аду' ны и проницаемости турбулизаторов) связано практически независимое от 0 07 е 6. е 1У угла о уменьшение суммарного уров- у — 13) ня звукового давления.
Воздействие же на струн> узких турбулизаторов (рис. б,а) по мере их удаления от среза обечайки сопла становится более слабым (о растет) и ЬБ дБ падает. Акустические и аэродинамические характеристики 2-го варианта шумоглушителя показаны на рис. 7. По мере увеличения расстояния между срезом обечайки сопла и турбулизаторами потери тяги рас- [Гл. 490 П. И.
Соркин, М. Н. Толстошеее лЛ,%; лА,дБ 0.1 0.2 0.3 0.4 Рис. 7. Зависимости ахустических (ЬЬ, дБ — хривая 1) и аэродинамических (ЬБ, % — кривая 2) характеристик механического шумоглушителя от относительного расстояния 1 (В = 135, я,* .=. 2.8, Т,* = 723 К; ° ~Щ%о, о — Ый дБ - - 2 й вариант: 19 = 6, о = 110', х = О 07, я = б,: бо ЬЛ, дБ 3-й вариант; 1 =. 0.46, а — — 140', х .=.
0.07, е =- 18. р — - ЬЛ,% — 3-й вариант: 1 = 0.42, и = 90', х =. 0.07, е =- 18) 10 110 130 70 90 110 130 70 90 Рис. 8. Зависимость аэродинамических (Ьй, % — кривая 2) характеристик механического шумоглушнтеля от угла о (3-й вариант: В = 135', к,'. = 2.8, Т,* = 723К, 1 = 1.1; а 19 = 8, х = 0.07, ° е = О, о е = 18; 5 Ж .=- 6, х =. 0.07, е = 18, неравномерное расположение турбулизаторов, у = 30') 8.3) Аэроакустпические характперистики жеханттиеского шумоглушите ит 491 тут (о = сопя!). Это объясняется тем, что при к, = 2.8 сверхзвуковой поток непосредственно за срезом обечайки ускоряется, а затем к концу центрального тела тормозится. Поэтому внесение турбулизатороп и поток с большей скоростью вызывает большее сопротивление и потери тяги (рис.
7). Уменьшение суммарных уровней шума АсБ дБ остается для этой модели при разных значениях 1 практически неизменным. Независимость величины уменьшения суммарных уровней шума ать дБ от 1 была подтверждена и для моделей 3-го варианта шумоглушителя. Значения тЬЛ и тЬБ дБ для двух моделей 3-го варианта приведены на рис. 8. Они хорошо согласуются с данными для 2-го варианта, что, и частности, позволяет утверждать, что замена уголкопых турбулизатороп (2-й вариант) пластинчатыми (1-й вариант, более благоприятный для натурной убираемой конструкции) целесообразна. Некоторые важные для выполнения реальной конструкции механического шумоглушителя соображения можно почерпнуть из рассмотрения рис.
8. На ном даны зависимости потерь тяги от некоторых геометрических параметров турбулизатороп, расположенных и конце центрального тела (1 = 1.1). Можно ожидать, что соответствующим выбором числа турбулизатороп, проницаемости и угла ст достижимо уменьшение шума порядка 81эАтБМ дБ (рис. 6 и 7) при дополнительных потерях тяги, равных 5% (рис. 8). Полученное соотношение по экономической эффективности механического шумоглушителя в схеме сопла с центральным телом близко к соотношению, рекомендованному ИКАО; ЕЗРтт'ЬМ(18(7ЬЛ)В) .
100 = 11.4. Литература 1. Критиенинникое С.Ю.т Соркин П.И., Толстпошеее М.Н., Якоелееский О.Н. Исследование акустических и газодинамических характеристик шумоглушителей П Акуст. журн. 1970. Т. 16. Вып. 1. С. 88 — 95. 2. Кттг-Лтттоття Л.Е1., МсКтпоп Л.А., 1ойпеоп Е.Я. Р1!851 апс1 к!пс1 тпппе1 таят, геви1тв оЕ птесЬашса1 1ет по!ве вирргевеог похх1е. 1980. А1АА-80-0165. 3. Аввешпепт оЕ !ей потев т41епсегя Еог вирегвошс тгапврогтж Раве! Перогт то 1САО ИтС,тЕ. 1977. 4. Носе Л.С., диПтапт М., Ластатпуе Н. Ет!врое!т!Ея сйгесбоппе!в с1е тес!ттст!оп с1п Ьги!т деезетв а йгапс1е ийеяяе. Сопппипк:абоп ргевеп!еб ап Ргеппег Яушров!пш 1птешат!опа! яиг сЕея Ргойгея с1ея Веастешя сГАг!атюп, Маше111е, 19. 23, Листе, 1972.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
