本发明涉及一种全频段降噪整流罩及其降噪产品布局设计方法,属于航天运输系统。
背景技术:
1、运载火箭在主动飞行段遭受着发动机喷流、脉动压力引起的高量级噪声环境,噪声环境为宽频噪声,目前市场上的降噪产品存在着降噪效果一般,其中亥姆赫兹共鸣器在低频段虽具有频率可调谐性,在噪声峰值处可以降低3-6db,但有消声频带窄的缺点,需要通过设计多种不同亥姆赫兹共鸣器进行组合使用。此外,亥姆赫兹共鸣器结构需要一定的腔深,缩小有效载荷的包络空间。声学覆盖层具有吸声性能好、轻质、成本低廉、安装工艺简单等特点,运载火箭往往采用在整流罩内壁敷设声学覆盖层(如玻璃纤维、毛毡等)来减小其内部声压级,并已在delta、宇宙神、法尔肯重型等许多火箭上得到了成功的应用。声学覆盖层在500hz以上频段有5db降噪效果,但在500hz以内频段降噪效果仅约1db。目前国内可用于运载火箭整流罩降噪产品存在全频段降噪效果不佳,产品重量、所占空间大,产品的工艺实施性差的不足。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种全频段降噪整流罩及其降噪产品布局设计方法,基于降噪产品吸声性能,考虑有效载荷与整流罩的内包络及重量约束,通过分布式仿真分析,并初步提出满足全频段降噪要求的降噪产品布局方案,在开展将降噪敷设过程中根据整流罩内壁面支架、阀门、排气口等位置,确定最终整流罩降噪产品布局方式。
2、本发明的技术解决方案是:一种全频段降噪整流罩,包括前锥段、柱段;所述前锥段和柱段的外表面敷设降噪产品;前锥段上的降噪产品为管束穿孔复合吸声结构;柱段包括两部分,与前锥段连接的部分上的降噪产品为声学覆盖层,另一部分上的降噪产品为管束穿孔复合吸声结构。
3、进一步地,所述声学覆盖层包括若干声学覆盖层单元,所述声学覆盖层单元的尺寸参数为300mm*300mm*45mm,重量为75g。
4、进一步地,所述前锥段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*100mm*100mm,重量为255g。
5、进一步地,所述柱段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*105mm*55mm,重量为105g。
6、进一步地,所述降噪产品与整流罩胶接。
7、一种如所述的全频段降噪整流罩的降噪产品的布局设计方法,包括:
8、基于整流罩内噪声声谱开展分析,选出吸声性能覆盖整流罩内噪声频段的降噪产品;
9、基于有效载荷与整流罩的内包络要求,选出满足厚度要求的降噪产品;
10、考虑降噪产品重量约束情况下,开展噪声仿真分析,初步提出满足整流罩内全频段降噪要求的降噪产品布局方案;
11、根据初步提出的降噪产品布局方案实施降噪产品敷设;在敷设过程中,根据整流罩内壁面平整情况,对降噪产品敷设位置进行调整或对降噪产品进行裁剪,保证降噪产品不影响整流罩其余结构下粘接可靠。
12、进一步地,对于噪声频段在500hz以上,选择声学覆盖层;对于噪声频段在100~500hz频段选择管束穿孔复合吸声结构。
13、进一步地,敷设降噪产品过程中,对降噪产品进行编号、称重、位置记录,用于降噪产品信息统计,形成整流罩降噪产品布局表。
14、进一步地,所述声学覆盖层包括若干声学覆盖层单元,所述声学覆盖层单元的尺寸参数为300mm*300mm*45mm,重量为75g。
15、进一步地,所述前锥段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*100mm*100mm,重量为255g;所述柱段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*105mm*55mm,重量为105g。
16、本发明与现有技术相比的优点在于:
17、相比传统整流罩降噪产品布局,本布局基于分布式优化仿真分析,实现有效载荷与整流罩的狭窄空间约束下的降噪产品敷设布局,具有降噪频带覆盖广、空间占比小、降噪结构重量轻的优点,实现整流罩轻质化、全频段降噪,有效改善卫星的声振环境。
1.一种全频段降噪整流罩,其特征在于,包括前锥段、柱段;所述前锥段和柱段的外表面敷设降噪产品;前锥段上的降噪产品为管束穿孔复合吸声结构;柱段包括两部分,与前锥段连接的部分上的降噪产品为声学覆盖层,另一部分上的降噪产品为管束穿孔复合吸声结构。
2.根据权利要求1所述的一种全频段降噪整流罩,其特征在于,所述声学覆盖层包括若干声学覆盖层单元,所述声学覆盖层单元的尺寸参数为300mm*300mm*45mm,重量为75g。
3.根据权利要求1所述的一种全频段降噪整流罩,其特征在于,所述前锥段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*100mm*100mm,重量为255g。
4.根据权利要求1所述的一种全频段降噪整流罩,其特征在于,所述柱段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*105mm*55mm,重量为105g。
5.根据权利要求1所述的一种全频段降噪整流罩,其特征在于,所述降噪产品与整流罩胶接。
6.一种如权利要求1所述的全频段降噪整流罩的降噪产品的布局设计方法,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的布局设计方法,其特征在于,对于噪声频段在500hz以上,选择声学覆盖层;对于噪声频段在100~500hz频段选择管束穿孔复合吸声结构。
8.根据权利要求6所述的布局设计方法,其特征在于,敷设降噪产品过程中,对降噪产品进行编号、称重、位置记录,用于降噪产品信息统计,形成整流罩降噪产品布局表。
9.根据权利要求6所述的布局设计方法,其特征在于,所述声学覆盖层包括若干声学覆盖层单元,所述声学覆盖层单元的尺寸参数为300mm*300mm*45mm,重量为75g。
10.根据权利要求6所述的布局设计方法,其特征在于,所述前锥段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*100mm*100mm,重量为255g;所述柱段上的管束穿孔复合吸声结构包括若干管束穿孔复合吸声结构单元,所述管束穿孔复合吸声结构单元的尺寸参数为100mm*105mm*55mm,重量为105g。
