Карачун В.В., Тривайло М.С., Мельник В.М., Ковалець О.Я., Мурашко М.М.

Національний технічний університет України «КПІ»

ШУМОЗАХИСНИЙ КОЖУХ

Пристрій відноситься до машинобудування і може бути використаний в авіаційній та ракетно-космічній техніці для захисту приладів і чутливих датчиків від шуму високої потужності.

Відомий шумозахисний кожух ( ШК ), який включає корпус і герметично приєднану до нього надувну еластичну оболонку, заповнену газом, швидкість розповсюдження звуку в якому перевищує швидкість розповсюдження звуку у повітрі.

Недолік цього ШК полягає в низькій надійності, тому що при порушенні герметичності втрачається його працездатність.

Відомий також ШК, який включає одітий на захищаємий об’єкт жорсткий стаканоподібний корпус і розташований із зазором зовні корпусу жорсткий циліндричний екран з подовженими прямокутними отворами в стінках, а також ущільнюючу прокладку.

Цей ШК є найбільш близьким по технічній суті і досягаємому ефекту. Недолік відомого ШК полягає в тому, що він має недостатній звуковий опір, що знижує ефективність захисту від шуму.

Пояснення цьому факту полягає в тому, що стінки кожуха мають малу жорсткість, а розповсюдження звукових хвиль в зазорі між екраном і корпусом відбувається без перешкод.

В основу пропонуємої конструкції поставлена задача удосконалення ШК шляхом оптимізації форми стінок отворів екрану, що буде слугувати збільшенню його жорсткості і додатковому розсіюванню енергії звукових хвиль, внаслідок чого збільшиться звуковий опір, а, отже, підвищиться ефективність захисту від шуму.

Поставлена задача реалізується тим, що в ШК, який включає циліндричний стаканоподібний корпус і розташований з зазором зовні корпусу екран з прямокутними подовженими отворами в стінках, а також прокладку, екран обладнаний радіальними виступами, які перекривають зазор по його ширині.

Обладнання екрану радіальними виступами збільшує поглинання звукової енергії за рахунок підвищення жорсткості та додаткового гальмування звукових хвиль в зазорі, що збільшує звуковий опір ШК, а отже підвищує ефективність захисту від шуму.

ШК показаний на рис. 1, загальний вигляд; на рис. 2 – вид зверху на рис. 1; на рис. 3, 4 – варіанти формування ( розташування ) виступів.

ШК включає циліндричний стаканоподібний корпус 1, зовні якого із зазором 2 розташований екран 3 з прямокутними подовженими отворами 4 на бічній і отворами 5 – на торцевій поверхнях. Корпус 1 і екран 3 встановлені соосно один одному і з’єднані між собою за допомогою амортизуючої, наприклад, гумової, прогладки 6. Екран 3 обладнаний радіальними виступами 7, 8, які розташовані на його циліндричній і торцевій стінках і перекривають зазор 2 по його ширині “ ”. Виступи 7, 8 одержують при формуванні отворів 4, 5 шляхом відбортовки ( відгибання ) по одній 9 (рис. 3 ), або по обох 9, 10 (рис. 4) довгих кромках кожного отвору пелюсток 11, 12, які отримують після виконання прорізів 13, 14. Виконання виступів 7, 8 у формі відбортовок спрощує їх виготовлення та забезпечує збільшення жорсткості екрану і, отже, додаткове поглинання звукової енергії в зазорі 2.

При використанні, ШК встановлюють на захищаємий об’єкт 15, н-д, гіроскопічний прилад, і закріплюють на його основі 16.

Працює ШК наступним чином. При дії на ШК інтенсивного звукового поля Р в стінках екрану 3 виникають складні форми згинних коливань Внаслідок цього, частина звукової енергії поглинається за рахунок внутрішнього тертя, а інша частина – проходить крізь стінки екрану і корпусу і, значно ослабленою досягає захищаємого об’єкту 15. Внаслідок того, що виступи 7, 9 виконані у вигляді відбортовок і деформуються разом із стінками, вони врівноважують частину виникаючих у стінках згинних зусиль (деформацій). Це обумовлює збільшення розсіювання звукової енергії, що додатково підвищує загальний звуковий опір стінок екрану.

Крім зазначеного, частина звукової енергії що впливає на ШК, проходить крізь отвори 4, 5 і поступає на зовнішню поверхню корпусу 1, наприклад, у вигляді пучка звукових хвиль 17. Після відбиття звукових хвиль від поверхні корпусу, частина цієї енергії передається по зазору 2 і, досягнувши виступів 7,8, частково поглинається ними. Це певним чином збільшує звуковий опір ШК.

Отже, підвищення звукового опору ШК шляхом збільшення жорсткості екрану і додаткового розсіювання звукової енергії радіальними виступами, слугує росту ефективності захисту від шуму.

ШК може бути використаний для захисту від аеродинамічного шуму чутливих датчиків і гіроскопів в гіростабілізованих платформах та інтеграторах поздовжних прискорень ракет, в авіаційно-космічних комплексах багаторазового використання “МАКС” або “Світязь ”, на важких літаках Ант – 225 тощо.