[发明专利]一种微小型涡轮喷气发动机消声器及其设计方法

权利要求书

1.一种微小型涡轮喷气发动机消声器，包括内部面板与外部面板及夹在内部面板和外部面板之间的蜂窝芯夹层，其特征在于，所述内部面板为不同孔径的微穿孔板，接近尾气的地方微穿孔板的微孔孔径略大，通过赫姆霍兹共振腔原理有效的降低排气噪音。

2.根据权利要求1所述的微小型涡轮喷气发动机消声器，其特征在于，所述蜂窝芯夹层为采用正六边形蜂窝芯。

3.根据权利要求1所述的微小型涡轮喷气发动机消声器，其特征在于，内部面板设为微穿孔板，且接近尾喷管的地方微穿孔板的微孔至尾气排放口的微穿孔板的微孔直径逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的微小型涡轮喷气发动机消声器，其特征在于，该消声器加长设计成L型，进一步提高降噪功能的同时减少环境污染。

5.一种微小型涡轮喷气发动机消声器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、根据声学理论，吸声效果可由吸声系数来衡量，单层微穿孔板在声波垂直入射时结构的的吸声系数α为消耗的能量与入射的能量之比：

其中E_a为材料消耗的声能，E为入射时的总声能，L为板厚背腔高度，r为声阻，m为声质量均与微穿孔板的板厚t和微孔直径d有关；

(2)、引入蜂窝夹层结构声阻抗概念，蜂窝夹层结构的隔声量表达式可转化为声阻抗与介质(空气)特性阻抗的形式：

蜂窝结构的声阻抗可表示为：

其中Z是蜂窝夹层的声阻抗；ρ为空气密度，可取ρ＝1.225kg/m³；c是声音在空气中传播的速度，c＝340m/s；θ声音的入射角，是结构的面密度；f是声音入射波的频率；k为结构刚度可表示为

其中a，b为板的结构尺寸，m，n为一系列整数(m、n＝1，2...)；

D为结构弯曲刚度与杨氏模量、泊松比、结构尺寸有关

式中E为杨氏模量；v为泊松比；t为面板厚度；h为夹层板高度

结构第m、n阶的共振频率f_mn；

蜂窝夹层板的最终声阻抗表达式为：

蜂窝夹层板的隔声量表达式：

(3)、设计出微小型涡轮喷气发动机消声器，包括内部面板与外部面板及夹在内部面板和外部面板之间的蜂窝芯夹层，所述内部面板为不同孔径的微穿孔板，接近尾气的地方微穿孔板的微孔孔径略大，通过赫姆霍兹共振腔原理有效的降低排气噪音。