[发明专利]基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台

权利要求书

1.基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是包括外涵导流叶片主动降噪试验模块和微喷流主动降噪试验模块两部分，每个试验模块包括涡扇发动机喷管缩比模型、供气系统、降噪试验舱、噪声频谱测量装置、电动节流阀、信息采集装置和控制器，供气系统提供试验所需高压气，通过管道连接涡扇发动机喷管缩比模型，管道上设有电动节流阀和信息采集装置，电动节流阀信号输入端连接控制器信号输出端，流量计信号输出端连接控制器信号输入端；涡扇发动机喷管缩比模型放置在降噪试验舱内，降噪试验舱内设有噪声频谱测量装置；其中，所述涡扇发动机喷管缩比模型为带外涵导流叶片的喷管缩比模型或带微喷流机构的喷管缩比模型，通过调整外涵导流叶片的叶型与角度和微喷流流量对喷流噪声进行控制；

所述微喷流主动降噪试验模块包含带微喷流机构的喷管缩比模型、供气系统、降噪试验舱、噪声频谱测量装置、两个电动球阀、两路流量计和两路压力传感器，所述微喷流主动降噪试验模块包含主喷流和微喷流两路气流，每路各设有一个电动球阀、一路流量计、一路压力传感器；喷管缩比模型中微喷流喷管管口直径为主喷流直径的0.5%-1.5%，微喷流出口方向与喷口轴向呈45°，微喷流喷射器数目12个，沿喷口四周均匀分布；供气系统中的高压气罐排出的气源分别进入主喷流管道和微喷流管道，两路管道中分别放置电动球阀，控制器给定控制信号调整球阀开度，通过球阀开度的大小调整主涵道和微喷流流路的流量和压力，流量计和压力传感器测量两个通路中的相关信号，测量结果通过控制器进行采集，并由控制器上的串行接口传输至监控设备；噪声的采集分析以及控制器与微喷流主动降噪模块共用；试验过程中，调整使用的喷射器的数量和微喷流的流量和压力，测量不同试验条件下的噪声辐射大小，对微喷流的降噪效果进行评估。

2.根据权利要求1所述的基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是所述供气系统包括螺杆式空气压缩机和高压气罐，用于提供微喷流主动降噪试验和外涵导流叶片主动降噪试验所需高压气。

3.根据权利要求1所述的基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是所述电动节流阀为电动球阀，通过调整电动节流阀的开度改变进入流道的空气流量和微喷流流量；所述信息采集装置包括流量计和压力传感器，用于监测进入主流路和微喷流路的空气流量。

4.根据权利要求1所述的基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是所述控制器控制阀门和采集压力及流量信号，包含处理器、多路电压电流输入接口、电压输出接口、PWM信号输出接口和一路串行通讯接口，用于输出对电动节流阀的控制信号，以及信息采集装置信号的采集，串行通讯接口用于与用户进行采集数据和命令信号的交互。

5.根据权利要求1所述的基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是所述降噪试验舱内贴有吸声材料，避免因为声波反射造成的干扰；试验舱侧面开有门，供试验人员对内部设备进行调整，接入四根气流管道，给微喷流降噪设备和外涵导流降噪设备供气，喷口正对面上留有孔洞用于出气，同时留有可供接电线和数据传输线的孔洞。

6.根据权利要求1所述的基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是所述噪声频谱测量装置包括麦克风阵列、外置多通路声卡和噪声频谱分析仪，配备噪声频谱分析软件，麦克风阵列布置于高度可调的可移动支架上，麦克风之间距离均匀排列；通过噪声频谱分析仪在线采集声音信号并进行频谱分析，麦克风阵列测量得到喷流噪声声场信息，通过外置多通道声卡采集麦克风阵列信号，信号处理软件实时获取并存储麦克风信号，实时或离线对信号进行频谱分析。

7.根据权利要求1所述的基于发动机喷管缩比模型的喷流噪声主动控制试验平台，其特征是所述涡扇发动机喷管缩比模型按真实发动机喷管尺寸进行比例缩放后制得，缩比模型试验所得外场声压级与实际发动机喷流外场噪声声压级按以下相似关系进行换算：

式中SPL表示测量声压级，A为喷口面积，r为测量点距喷口中心距离，下标scaling表示缩比模型试验对应参数，下标real表示对应的真实尺寸发动机参数。