[发明专利]一种耐温声衬声学特性试验装置及方法

说明书

本申请属于声学试验领域，特别涉及一种耐温声衬声学特性试验装置及方法。装置包括：环形声学试验平台、声衬试验件、供气单元、加热单元、噪声模拟单元、声学采集及分析单元。所述环形声学试验平台是用于提供稳定来流环境、噪声模拟单元安装、试验所用耐温声衬安装以及声模态测试的平台；所述供气单元用于模拟发动机外涵道切向来流条件；所述加热单元用于模拟发动机核心机辐射加热环境，实现声衬内表面加热；所述噪声模拟单元用于产生试验所需的风扇噪声特性的噪声源；所述声学采集及分析单元用于采集环形空腔内的声压信号。本申请可以模拟发动机外涵道声衬的应用环境，针对耐温声衬开展考虑切向来流和声衬温度梯度影响的声衬声学特性试验。

技术领域

本申请属于声学试验领域，特别涉及一种耐温声衬声学特性试验装置及方法。

背景技术

航空发动机噪声是飞机的主要噪声源，主要包括风扇噪声、燃烧噪声、涡轮噪声以及喷流噪声，其中风扇噪声是发动机的主要噪声源，在发动机短舱壁面铺设声衬是抑制风扇噪声最有效的方法之一。

为了验证发动机声衬性能，一般通过叶轮风扇或者扬声器阵列模拟发动机风扇噪声环境，将声衬铺设于管道壁面，通过测试无声衬与有声衬两种条件下管道内声模态与远场指向性等参数，研究声衬的降噪效果是否满足应用要求。上述方法只适用于常温声衬的消声效果试验。然而，当声衬应用于发动机短舱核心机舱罩外壁板时，声衬穿孔面有外涵道低温气流流过，而背板靠近核心机处于高温辐射环境。这种情况下，声衬上下面板之间的空腔空气存在温度梯度，而温度梯度会影响声衬的声阻抗特性，并改变声衬在特定频率下的降噪效果。

现有的用于声衬试验的装置尚没有针对一定温度环境或温度梯度的环境模拟，不能满足耐温声衬声学特性研究的试验需求。特别地，在一定切向来流与温度梯度共同作用下，声衬的声阻抗改变还没有解析解，需要一种耐温声衬的声学特性试验装置及方法研究切向来流与温度梯度共同作用下的声学特性，为耐温声衬的工程应用提供技术支持。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种耐温声衬声学特性试验装置及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种耐温声衬声学特性试验装置，包括：

环形声学试验平台，所述环形声学试验平台包括外环组件和模拟外涵道内锥，所述外环组件包括依次连接的稳流段、旋转模态声源发生段、高阶模态衰减段、上游周向模态测试段、试验段、下游周向模态测试段以及模拟喷口，所述旋转模态声源发生段的外壁面安装有波导管，所述模拟外涵道内锥设置在所述外环组件内部，且与所述外环组件之间具有环形空腔；

声衬试验件，所述声衬试验件套设在所述模拟外涵道内锥上，且对应于所述外环组件的所述试验段；

供气单元，所述供气单元设置在所述外环组件的所述稳流段一端，用于为所述环形空腔供气；

加热单元，所述加热单元设置在所述声衬试验件上；

噪声模拟单元，所述噪声模拟单元与所述波导管连接；

声学采集及分析单元，所述声学采集及分析单元设置在所述上游周向模态测试段以及所述下游周向模态测试段上。

可选地，所述稳流段的内壁上安装有皮托管。

可选地，所述模拟外涵道内锥包括依次连接的进气锥、试验件调节段、试验件支持段以及排气锥，所述声衬试验件安装在所述试验件支持段。

可选地，所述加热单元包括金属加热内环、热电偶以及温控箱，所述金属加热内环设置在所述声衬试验件的内壁面，所述电热偶安装在所述声衬试验件的内壁面和外壁面，所述电热偶将温度信息通过线缆传输到所述温控箱。