[发明专利]包含具有可变空隙率的减音套的导气管

说明书

技术领域

本发明涉及在气流管中减少噪音的领域，特别是在气体涡轮引擎的气流管中减少噪音的领域中。

背景技术

用于例如飞机或直升机的飞行器的气体涡轮引擎沿气流方向从上游到下游通常包含，一个或多个压缩机级，燃烧室，一个或多个涡轮级和例如排气管这样的气体排放装置。

对于引擎制造商的一永恒的问题是为了乘客和飞机飞过区域的居民的舒适度而减小噪音。特别是，直升机飞临居民区，其排气管的噪音形成它们所产生总噪音的相当部分。离开排气管的噪音的衰减可通过使用形成排气管内壁，即形成气道外套的减音套而获得。这样的套可例如包括形成一个或多个共鸣腔的穿孔金属板，每个腔和一个或多个孔的组件形成一亥姆霍兹共振器。所述腔可具有例如蜂窝型或管型的结构。

这样的衰减套或声学处理通常已知可使音频衰减到平均，例如在0.8-5kHz之间。该处理的音频主要取决于共鸣腔的深度，由此设定其尺寸。

发明内容

本发明的目的是推荐一种用于导气的管，该管包含减音套，所述减音套以很小的成本使噪音可简单地有效衰减，而且不包含重的和/或大的装置。

本发明适合应用于衰减离开直升机气体涡轮引擎的喷管的噪音。然而，申请人解决了在由气流穿过的管中减噪的更多常规问题，并意图延伸其对此应用的权利的范围。

正因为此，本发明涉及用于沿气道导气的管，包含一减音套，该套包含一限定气道的壁，和至少一个共鸣腔，所述壁由孔穿透，以将气道与所述用于减音的共鸣腔流体连通，其特征在于，所述孔具有大致相等的直径，所述管设置为从上游至下游引导气体，所述壁的表面区域每单位所述孔的数量从上游到下游沿着所述气道持续减小，以沿所述气道赋与所述壁大致恒定的声阻。

“孔洞密度”表示所述壁的表面区域每单位的孔洞数量；换句话说，所述壁上的孔洞密度对应于所述壁的孔隙率：孔洞密度越大，所述壁的孔隙越多。此密度的持续演变意味着数学意义上的持续演变，这就是说，一渐进的演变，其变化(离散)的值遵循一连续的数学曲线。

根据本发明，声音衰减以极大的方式改进，并可特别沿着气道优化，孔的密度是所述壁的声阻的定义的一重要参数；由于孔的密度沿气道持续演化，因此所述壁的声阻沿所述通道可适合于其他参数的持续变化，这使得可优化此声阻，因此可优化作为沿所述管壁的位置的函数的声学衰减。这显然使得可沿所述管壁考虑声级的演变、气体的流速，或者它们的温度，它们也影响所述壁的阻值。

最后，依靠孔隙率的变化，可补偿沿气道的气体流速或声级的变化，以沿气道赋予所述壁大致恒定的阻力。本发明的目的不是增加可由同样的套减弱的频率带，而是优化一具体频率带，例如平均频率在0.8-5kHz之间的频率带的衰减。

而且，此种排气管的声学处理是这样优化的：具体地，孔洞密度的减小使得在上游与下游之间的壁的声阻增加。而且，在喷管中的气体流速和声级从上游到下游减小，这导致在上游与下游之间声阻的减小。最后，孔洞密度的减小补偿气体流速与声级的减小，以赋予该壁沿该气道稳定的阻力，此阻力，通过孔洞密度的正确匹配，可大致恒定。

根据一优选实施例，所述管是用于引导气体涡轮引擎的气体的管。

根据此例中的一优选实施例，该管是气体排放喷管。

根据一优选实施例，在所述管的上游端与下游端之间所述壁的表面区域的每单位中孔洞的数量减少至少5％，优选在5％-10％之间。

根据一优选实施例，由于所述管大致沿一轴延伸，从上游到下游连续孔之间的纵向距离沿所述气道连续减小。

根据一优选实施例，由于所述管大致沿一轴延伸，从上游到下游连续孔之间的横向距离沿所述气道连续减小。

本方面还涉及气体涡轮引擎的排气管，所述排气管包含一符合上述管的用于引导气体的管。

本发明还涉及一气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包含如上所述的气体排放喷管。

附图说明

在以下结合附图的本发明优选实施例的帮助下，本发明将被更好地理解，其中：

图1表示根据本发明一优选实施例的包含具有声学套的喷管的用于直升机的气体涡轮引擎的截面示意图；

图2表示图1中引擎喷管的分解图；

图3是平面表示的所述喷管的壁上图1中的声学套的孔洞的分布示意图。

具体实施方式