[发明专利]一种用于重型固定翼无人机的消音器

说明书

本发明公开了一种用于重型固定翼无人机的消音器，由消音器本体、阻抗性材料、盘绕式管道组成；其中，消音器本体采用盘绕式结构，在消音器的上端面、下端面设计阻性消音，在管道中涉及抗性消音，管道内表面设有蜂窝芯，可使气流在通畅管道内流动，而又同时实现其阻性抗性消音，以此来降低气流阻力对小排量发动机的动力影响。消音器具有结构简单，使得消音器的空间利用结构紧凑；同时排气导管短使得消音器的重量更轻，且气流阻力更小。针对有特殊应用环境要求的情况下，有效解决了在无人机上应用时对消音器重量、安装空间、排气阻力方面的严苛要求；其还可用于作为汽车的消音装置使用，以及其它对流动气体进行消音的场合所使用。

技术领域

本发明涉及无人机消音装置设计技术领域，具体地说，涉及一种用于重型固定翼无人机的消音器。

背景技术

无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的飞机，具有体积小、造价低、使用方便的特点。在军事方面，无人机由于其对作战环境要求低、战场生存能力强，而备受世界各国军队的青睐。在民用方面，诸如航空摄影、地球物理探矿、灾情监测、海岸缉私等领域无人机也有着广泛的应用。但长期以来，无人机因噪声却一直是影响其使用性能的主要问题之一。

无人机的噪声主要由空气动力噪声以及动力系统噪声组成，目前国内外应用最为普遍的低速、中低空无人机，其动力系统主要是活塞式发动机或转子发动机，动力系统噪声是无人机噪声的主要来源。动力系统噪声还可进一步细分为结构振动噪声、螺旋桨噪声以及发动机排气噪声三类。结构振动噪声主要指无人机动力系统各零部件受到外部激励而引起结构振动时向外辐射的噪声；螺桨噪声主要针对螺桨在旋转过程中形成的典型噪声频率特性——叶片通过频率(BPF)；排气噪声主要来源于无人机发动机的换气过程。伴随无人机应用领域的不断拓展，无人机的噪声问题也随之凸显出来。高噪声无人机不适合于在人口稠密的地区使用，特别对于要求隐身性能的情况，噪音更是一个不可回避的问题。高噪音对无人机系统本身也会造成很大影响，包括产生共振，以及对电子设备的干扰和无人机功耗增大的问题。

重型固定翼无人机的动力由小型活塞汽油或柴油发动机提供动力，通常采用螺旋桨配置，噪音主要来源于二冲程活塞发动机排气噪音，解决无人机排气噪声的一种有效技术手段就是在排气口加装消声装置。

传统上使用的消音器多使用管状设计方案，通过在管道内设计隔断腔室，在某些腔室设计阻式方式消音，在某些腔室设计抗式方式消音，由此导致气流在多个腔室之间回转，使气流阻力增加。现有技术的消音器的体积比较大，并且管状在布置上与发动机不能贴合，造成安装了消音器的发动机的外框架尺寸极大，空间利用效率低。为了引导气流从发动机排气口到消音器，不得不使用大量管材，使得重量大大增加。

传统的阻性、抗性、阻抗复合式消音器设计手段往往不能满足要求。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服中小型无人机的消音器体积比较大，结构空间利用效率低的问题，本发明提出一种用于重型固定翼无人机的消音器；该消音器通过盘绕式结构，在消音器的上、下端面设计阻性消音，在管道中涉及抗性消音，可使气流在通畅管道内流动，同时实现阻性抗性消音，以此来降低气流阻力对小排量发动机的动力影响；消音器具有结构简单、重量轻，且气流阻力更小、空间利用率更高的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括上壳体、上部阻性消音材板、上排气流道、下排气流道、下部阻性消音材板、下壳体和消音器本体，其特征在于所述消音器本体采用盘绕式结构，由前向后为上壳体、上部阻性消音材板、上排气流道、下排气流道、下部阻性消音材板、下壳体，消音器本体外壳和排气流道之间通过U型槽配合连接，中间部件使用螺栓紧固；

所述上壳体、下壳体为冲压成型的金属薄壳，在其上端面和下端面设计阻性消音，在其中间部位分布有三个安装孔；

所述上排气流道、下排气流道的外圈边缘设置有U型槽，上壳体、下壳体的边沿装卡进U型槽内并实现密封，在上排气流道、下排气流道内表面设有蜂窝芯，用于流道和阻性消音材料接触；使气流在管道内流动实现其阻性抗性消音；