[发明专利]高声强声场的模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于航天器动力学试验领域，具体来说，本发明涉及一种高声强声场模拟装置。

背景技术

目前国内外对航天器(包括卫星、载人飞船、深空探测器)声试验的重要性和做法已经取得共识：系统级航天器高声强环境试验仍是航天器受声振环境最好的地面模拟试验方法。MIL-STD-810F以及MIL-STD-1540E规定系统级航天器研制必须进行原型噪声试验。对照国外的混响室设备指标和噪声试验，我部在混响室的容积水平上相差不大，但是在总声压级和控制精度上距离国外的先进水平还有一定的差距，如美国早在阿波罗探月工程中的噪声试验量级就已达到了165dB。而我部现有混响室声场模拟能力的最大总声压级仅为154dB，甚至更低。

目前以二代导航卫星为代表的我国卫星朝多元化发展，如深空探测卫星、高轨道卫星、载人航天二期等，对地面试验模拟能力要求越来越高。载人航天的返回舱，返回式卫星以及在发射过程中出现故障时进行逃逸时都有暴露在大气中的高速运动的过程，在这种情况下，势必经历高声强的声学环境。因此，为保证导航二代卫星和今后更多航天器研制任务的顺利进行，满足未来深空探测的需要；有必要研制一套具有高声强模拟能力的噪声试验设备，对高声强声源系统进行研究，获得总声压级能达到165dB的声场。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够进行高声压级行波声场的声场模拟装置，用于进行航天器部件产品的环境模拟试验。

本发明通过如下技术方案实现：

高声强声场的模拟装置，包括依次连接的声发生器、喇叭、行波管，最后接入消声终端，其中，喇叭分为三段，由声发生器到行波管依次为圆喇叭、变换喇叭、方喇叭；

圆喇叭的沿轴向剖面的侧壁曲线为指数曲线，法向截面为圆形，圆直径变化满足以下公式：

φ=φ0emx2]]>

式中：φ₀－声发生器出口的直径；

m－蜿展常数；蜿展常数公式如下：

m=4πf0c]]>

式中：f₀－喇叭的下限截至频率；

x－为声发生器至扩充段的轴向距离；

c－空气中声传播的速度，

变换喇叭的法向截面由圆形逐渐过渡为方形，横截面积满足以下公式：

S＝S₀e^mx

式中：S₀－为喇叭喉部截面面积；

x－为喉部至扩充段的轴向距离；

m－蜿展常数，蜿展常数的定义同上；

方喇叭的法向截面为矩形，截面边长变化满足公式：

a＝a₀e^mx/2

式中：a₀－变换喇叭出口的正方形边长；

x－为变换喇叭入口至扩充段的轴向距离；

m－蜿展常数，蜿展常数的定义同上；

行波管的截面积采用矩形截面，按照矩形行波管的特征方程式计算模态频率：