【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种行波管，具体地涉及一种带调音装置的声场行波管，并且更具体地，涉及一种带阵列式调音装置的非均匀声场行波管。该行波管可用于飞机、火箭、导弹、航空发动机、机载设备、空间设备等的噪声试验。另外，本专利技术还涉及一种包括这种声场行波管的噪声测试系统以及一种噪声测试方法。
技术介绍
1、在航空领域，喷气式发动机在工作过程中会产生强烈的发动机噪声，飞机高速飞行过程中飞机表面会产生的高强度气动噪声，飞机表面开口(例如起落架舱、内埋式导弹仓)也会产生很高强度的空腔噪声，这些噪声容易导致结构的振动断裂、设备的失效。受高强度噪声影响的结构和设备，通常需要使用试验室进行试验，以对其声疲劳、声学噪声(acoustic noise)环境等进行设计和验证。
2、在航天领域，火箭和空天往返运载工具(例如航天飞机)发射过程中，会产生高的噪声，高速气流流过运载工具表面，会产生较强的气动噪声。这些高强度噪声引起火箭壳体、舵面的振动，从而可能导致裂纹。因此，运载工具内部的设备和有效载荷(例如卫星)，可能出现失效，导致发射失败或者任务失败。通常需通过试验室来试验研究结构、设备、有效载荷的噪声强度、噪声环境，甚至噪声耐久性。
3、现有的声环境、声疲劳试验装置可以主要包括行波管和混响室两种。这两种试验装置均通过气源扬声器提供噪声，从而在密闭的空间内形成均匀的、符合设计要求的声压谱。行波管的工作段通常是由钢材制成的、两端开口的箱型结构，常用的长度约0.5-2.5米。混响室可以是小的房间(四周是混凝土墙壁)，内部通过多个表面进行声的反射
4、飞机、火箭表面的实际声场是非均匀的，有时声场梯度非常大，不能被简化为均匀声场。因此，混响室一般不用于提供非均匀声场。在使用行波管提供非均匀声场时，现有的技术方案需设计并制造两套、甚至更多套行波管，以分别对受试件的不同表面施加不同的声场。这样，不能实现声场的渐变，而且在多个行波管的连接处、行波管与受试件的连接处的夹具设计难度较大，容易改变受试件的刚度和模态，以致无法达到预期的试验效果。
5、因此，迫切需要优化现有技术中的行波管的结构，以便提供一种改进的声场行波管，该声场行波管能够克服现有技术中存在的一个或多个缺点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种带调音装置的声场行波管，该带调音装置的声场行波管能够在行波管内部的多个空间位置对声压级、声压谱进行调节，最终实现符合要求的非均匀连续变化的声场。
2、根据本专利技术的一个方面，提出了一种带调音装置的声场行波管，该声场行波管可以包括：
3、行波管本体，行波管本体可以具有中空腔体，中空腔体容纳待测试的受试件的至少一部分；
4、调音装置，调音装置可以至少部分地设置在中空腔体中，其中，调音装置包括按照预定图案布置的多个调音装置的调音阵列，每个调音装置包括第一端和相对的第二端，第一端刚性连接到行波管本体，而第二端为自由端并且与受试件间隔开；并且
5、其中，调音阵列中的每个调音装置彼此间隔开。
6、根据本专利技术的带调音装置的声场行波管带有调音阵列，该调音阵列具有多个调音装置，从而在行波管内部的多个空间位置对声压级、声压谱进行调节，最终实现符合要求的非均匀连续变化的声场。根据本专利技术的带调音装置的声场行波管的调音装置与受试件间隔开，从而不接触受试件、与现有行波管兼容性好(仅需对现有行波管进行少量改造)、可调节性强(可以适应不同的声场空间分布和声压谱要求)。
7、根据本专利技术的以上方面，较佳地，调音装置可以在行波管本体的非工作面处附连到行波管本体。
8、通过将调音装置布置在行波管本体的非工作面处，使得该声场行波管不影响受试件的动特性，并且也不影响受试件夹具设计。
9、根据本专利技术的以上方面，较佳地，调音装置可以附连到行波管本体的至少两个非工作面。这样，能够在受试件两侧实现不同的声场(总声压级和声压频谱均不同)，从而能够具有更好的声压级、升压谱调节效果，并且可以允许更灵活地设置受试件的位置。
10、根据本专利技术的以上方面，较佳地，调音装置与行波管本体之间的附连可以是可拆卸的。这种布置允许根据需要测试的受试件的具体尺寸和形状等，更灵活地布置调音装置的位置，并且可以选择不同形状或参数的调音装置，从而允许声场行波管能够适应更多样的受试件，降低了试验成本并且提高了试验效率。
11、根据本专利技术的以上方面，较佳地，调音阵列可以包括交错布置成散点状的调音装置的阵列。通过这种布置，允许调音装置能与行波管内的流动气体最大限度地进行接触。
12、根据本专利技术的以上方面，为了尽可能地减小调音装置对行波管内的流动气体的阻碍作用，较佳地，调音装置可以具有圆形、矩形或楔形的横截面，并且可以具有一种或多种不同横截面的调音装置的组合。
13、根据本专利技术的以上方面，较佳地，调音装置可以成形为钢制悬臂梁。行波管内部声场的噪声强度较高，对行波管内部声压谱的频率要求也比较高，因此，行波管内部的气流不能过于紊乱，以致无法调整声压谱。为此，调音装置可以采用刚度、强度较大的悬臂梁，例如可以采用钢制悬臂梁，以免出现试验过程中调音装置自身故障、振动断裂、调音装置谐振、敏感频段内存在纯音放大等问题。
14、根据本专利技术的以上方面，为了进一步改善调音效果，较佳地，钢制悬臂梁可以包覆有被动降噪材料，例如多孔泡沫材料等。
15、根据本专利技术的以上方面，为了避免调音装置在流动气体的作用下发生共振，较佳地，调音装置不存在2000hz以内的局部结构固有频率。
16、根据本专利技术的另一个方面，提出了一种噪声测试系统，该噪声测试系统可以包括：
17、根据以上方面所述的带调音装置的声场行波管；
18、受试件，该受试件能够容纳在中空腔体中；
19、声源组件，该声源组件设置在行波管本体的上游，以允许声源组件发出的声音行进穿过中空腔体，并且至少部分地作用在受试件上；
20、控制组件，控制组件连接在行波管本体和声源组件之间，以控制声源组件的操作；以及感测组件，感测组件感测受试件的应变。
21、根据本专利技术的又一个方面，提出了一种噪声测试方法，该方法可以可选地包括以下步骤：
22、提供根据以上方面所述的噪声测试系统；
23、启动声场行波管，并且测试声场行波管内部的声场；
24、调节调音阵列的每个调音装置的参数，并重新测试声场行波管内部的声场，直至达到试验要求的声场分布特性为止；以及借助感测组件感测受试件的应变。
25、根据本专利技术的以上方面，较佳地，调节调音阵列的每个调音装置的参数可以包括调节每个调音装置安装位置、每个调音装置的长度、每个调音装置的横截面尺寸和/或改变每个调音装置外所包裹的降噪材料。
26本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带调音装置的声场行波管(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)在所述行波管本体(10)的非工作面处附连到所述行波管本体(10)。
3.根据权利要求2所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)附连到所述行波管本体(10)的至少两个非工作面。
4.根据权利要求2所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)与所述行波管本体(10)之间的附连是可拆卸的。
5.根据权利要求1所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音阵列包括交错布置成散点状的所述调音装置(20)的阵列。
6.根据权利要求5所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)具有圆形、矩形或楔形的横截面。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)成形为钢制悬臂梁。
8.根据权利要求7所述的带调音装置的声场行波管
9.根据权利要求1-6中任一项所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)不存在2000Hz以内的局部结构固有频率。
10.一种噪声测试系统(1000)，包括：
11.一种噪声测试方法，包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的噪声测试方法，其特征在于，调节所述调音阵列的每个调音装置(20)的参数包括调节每个调音装置(20)安装位置、每个调音装置(20)的长度、每个调音装置(20)的横截面尺寸和/或改变每个调音装置(20)外所包裹的降噪材料。
...【技术特征摘要】
1.一种带调音装置的声场行波管(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)在所述行波管本体(10)的非工作面处附连到所述行波管本体(10)。
3.根据权利要求2所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)附连到所述行波管本体(10)的至少两个非工作面。
4.根据权利要求2所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)与所述行波管本体(10)之间的附连是可拆卸的。
5.根据权利要求1所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音阵列包括交错布置成散点状的所述调音装置(20)的阵列。
6.根据权利要求5所述的带调音装置的声场行波管(100)，其特征在于，所述调音装置(20)具有圆形、矩形或楔形...
【专利技术属性】
技术研发人员：于锋礼，顾树青，谢羽晶，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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