一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置

1.本发明涉及脉冲爆震发动机技术领域，具体为一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置。


背景技术：

2.脉冲爆震发动机是一种利用间歇式爆震波产生的高温高压燃气来获得周期性冲量的非定常空天动力装置。其燃烧过程近似等容燃烧，因此其热循环效率高于传统等压燃烧的空天动力装置，拥有广阔的应用前景。
3.因脉冲爆震发动机具有自增压以及间歇式工作的特点，故其工作会产生脉动性的、压力高达1.5-2.5mpa的燃气。脉冲爆震发动机高压燃气排入大气时，与大气急剧混合，从而使得射流边界层中形成强烈的湍流脉动，形成湍流噪音及气动噪音；且脉冲爆震发动机排气为脉动形式，故会产生气流脉动噪音。脉冲爆震发动机的噪音频谱范围较宽，可分为低频的间断谱和中高频的连续谱，其中低频部分主要由高压气流脉动造成，高频部分则是由排气造成。总体噪音峰值声压级通常大于170db，若不对噪音加以抑制，则会对于周围环境产生较大的噪音污染。
4.针对上述脉冲爆震发动机的排气噪音问题，本发明针对脉冲爆震发动机工作时的特定噪音频谱范围，提出一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题
6.为了解决脉冲爆震发动机高压排气产生的高分贝噪音会对周围环境产生较大的噪音污染这一问题，本发明提出了一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置。该装置能够针对脉冲爆震发动机工作时时的特定噪音频谱范围，通过针对性的结构可以形成声波反射、频移作用等，借此达到抑制脉冲爆震发动机排气噪音的目的。
7.技术方案
8.本发明的技术方案为：
9.一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，由消音器接头(2)，消音器内筒(3)，消音器中筒(4)，消音器外筒(5)以及消音器后盖(6)组成，其特征在于：所述消音器接头(2)法兰盘开有两圈共12个通孔，其中外圈通孔用于连接消音器外筒(5)，内圈通孔用于连接脉冲爆震发动机排气管(1)；所述消音器内筒(3)连接于消音器接头(2)尾部；所述消音器中筒(4)前端面与消音器内筒(3)平齐安装；所述消音器外筒(5)在尾部与消音器后盖(6)连接。
10.所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音器内筒(3)沿周向开有8个矩形槽(7)，相邻矩形槽(7)之间夹角为45
°
，并沿轴向共分布4圈，相邻两圈间距为矩形槽(7)沿轴向长度的四分之一；由脉冲爆震发动机排气管(1)排出的脉动形式的高温高压燃气通过矩形槽(7)进入第一层空腔，经过通道截面的突扩，导致在声波的传播过程中产生低频声波的反射，以此达到抑制脉冲爆震发动机高压气流脉动所产生噪音的目的。
11.所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音器中筒(4)沿周向开有8个通孔(8)，相邻通孔(8)之间夹角为45
°
，并沿轴向共分布8圈，相邻两圈间距保持一致；第一层空腔的高压燃气通过通孔(8)进入第二层空腔，将燃气分为多个小孔气流，由此产生小孔频移作用，将高压气流排出产生的高频噪音转为超声频，从而可以降低脉冲爆震发动机所产生的湍流噪音以及气动噪音。同时大量的小气流汇合后形成大面积、低速度的气流，亦可抑制排气噪音。
12.所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音体接头(2)与消音器外筒(5)形成回流区(9)，使得通过通孔(8)的高压燃气产生回流，延长了燃气的流动距离，增加了声音吸收有效长度，从而达到抑制脉冲爆震发动机排气噪音的目的。
13.所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音器中筒(4)与消音器内筒(3)，消音器外筒(5)分别构成两层空腔，两层空腔通过通孔(8)连通，对高压燃气具有膨胀作用。
14.有益效果：
15.本发明提出了一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其有益效果是，由脉冲爆震发动机排气管(1)排出的高压燃气经过消音器内筒(3)侧壁矩形槽(7)膨胀至第一层空腔，产生低频声波的反射，致使排气噪音减小；之后进入第一层空腔的燃气通过沿消音器中筒(4)侧壁通孔(8)排入第二层空腔，产生频移作用；同时高压燃气在回流区(9)产生回流，延长了燃气流动距离，增加了声音有效吸收长度，抑制排气噪音。
附图说明
16.图1：本发明装配剖视图
17.图2：本发明消音器接头(2)零件图
18.图3：本发明消音器内筒(3)零件图
19.图4：本发明消音器中筒(4)零件图
20.图5：本发明消音器外筒(5)零件图
21.图6：本发明消音器后盖(6)零件图
22.其中，1-爆震发动机排气管，2-消音器接头，3-消音器内筒，4-消音器中筒，5-消音器外筒，6-消音器后盖，7-矩形槽，8-通孔，9-回流区
具体实施方式
23.下面结合附图及具体实施过程对本发明作进一步说明。
24.如图1所示，本发明提出一种抑制脉冲爆震发动机高压排气噪音的装置，由消音器接头(2)，消音器内筒(3)，消音器中筒(4)，消音器外筒(5)以及消音器后盖(6)组成。具体实施例如图1所示，所述消音器接头(2)法兰盘开有两圈共12个通孔，其中外圈通孔用于连接消音器外筒(5)，内圈通孔用于连接脉冲爆震发动机排气管(1)；所述消音器内筒(3)连接于消音器接头(2)尾部；所述消音器中筒(4)前端面与消音器内筒(3)平齐安装；所述消音器外筒(5)在尾部与消音器后盖(6)连接；消音器中筒(4)与消音器内筒(3)，消音器外筒(5)分别构成两层空腔，两层空腔通过通孔(8)连通。
25.本发明在工作时，由脉冲爆震发动机排气管(1)排出的高温高压燃气通过矩形槽
(7)进入第一层空腔，经过通道截面的突扩，导致在声波的传播过程中产生低频噪音声波的反射，达到抑制脉冲爆震发动机气流脉动所产生低频噪音的目的；第一层空腔的高压燃气通过通孔(8)进入第二层空腔，将燃气分为多个小孔气流，由此产生频移作用，将高压气流排出产生的高频噪音转为超声频，从而可以降低脉冲爆震发动机的排气所产生的湍流噪音以及气动噪音。同时大量的小孔气流汇合后形成大面积、低速度的气流，亦可抑制排气噪音；通过通孔(8)的高压燃气在回流区(9)产生回流，延长了燃气的流动距离，增加了声音吸收有效长度，从而达到抑制脉冲爆震发动机排气噪音的目的。
26.基于上述操作，本发明可以抑制脉冲爆震发动机产生的排气噪音，降低脉冲爆震发动机工作对于周围环境所产生的噪音污染。


技术特征：
1.一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：该装置由消音器接头(2)，消音器内筒(3)，消音器中筒(4)，消音器外筒(5)以及消音器后盖(6)组成；所述消音器接头(2)法兰盘开有两圈共12个通孔，其中外圈通孔用于连接消音器外筒(5)，内圈通孔用于连接脉冲爆震发动机排气管(1)；所述消音器内筒(3)连接于消音器接头(2)尾部；所述消音器中筒(4)前端面与消音器内筒(3)平齐安装；所述消音器外筒(5)在尾部与消音器后盖(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音器内筒(3)沿周向开有8个矩形槽(7)，相邻矩形槽(7)之间夹角为45
°
，并沿轴向共分布4圈，相邻两圈间距为矩形槽(7)沿轴向长度的四分之一。该结构可以产生低频噪音声波的反射，可针对脉冲爆震发动机气流脉动所产生的低频噪音进行有效抑制。3.根据权利要求1所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音器中筒(4)沿周向开有8个通孔(8)，相邻通孔(8)之间夹角为45
°
，并沿轴向共分布8圈，相邻两圈间距保持一致。该结构可以产生频移作用，将高频噪音移向超高频，可有效抑制脉冲爆震发动机排气所产生的湍流噪音以及气动噪音。4.根据权利要求1所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音体接头(2)与消音器外筒(5)形成回流区(9)，可使高压燃气在此产生回流。5.根据权利要求1所述的一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，其特征在于：消音器中筒(4)与消音器内筒(3)，消音器外筒(5)分别构成两层空腔，两层空腔通过通孔(8)连通，对高压燃气具有膨胀作用。

技术总结
本发明提出一种抑制脉冲爆震发动机排气噪音的装置，属于脉冲爆震发动机技术领域，由消音器接头(2)，消音器内筒(3)，消音器中筒(4)，消音器外筒(5)以及消音器后盖(6)组成。由脉冲爆震发动机排气管(1)排出的高压燃气经过消音器内筒(3)侧壁矩形槽(7)膨胀至第一层空腔，产生低频声波的反射，致使排气噪音减小。之后进入第一层空腔的燃气通过消音器中筒(4)侧壁通孔(8)排入第二层空腔，产生小孔频移作用。同时高压燃气在回流区(9)产生回流，延长了燃气流动距离，增加了声音有效吸收长度，再次抑制排气噪音。基于上述作用，该装置能够有效抑制脉冲爆震发动机的排气噪音，降低脉冲爆震发动机工作对于周围环境所产生的噪音污染。动机工作对于周围环境所产生的噪音污染。动机工作对于周围环境所产生的噪音污染。


技术研发人员：范玮 杨宇佳 张启斌 陈鹏杰 冯再杰
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.01.23
技术公布日：2022/5/30