*120066*

Мельник В.М., Карачун В.В., М.С. Тривайло, В.Ю. Шибецький

Національний технічний університет України «КПІ»

РЕЗОНАНСНИЙ ПОГЛИНАЧ ЗВУКОВИХ ЗБУРЕНЬ

Пропонуєма конструкція може бути використана у складі інерціальних навігаційних систем гіперзвукових високоточних ракет, надзвукової авіації, розгінних крилатих ракет, планіруючих снарядів, гіперзвукову швидкість яким забезпечують маршеві ступені звичайних балістичних ракет, та інших гіперзвукових літальних апаратів, які при льотній експлуатації підвладні дії потужних ударних звукових хвиль.

Найбільш близьким до цієї конструкції за технічною сутністю і досягаємим ефектом є прийнятий за найближчий аналог ПГ, який містить розміщений в тепловому кожусі циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщений в порожнині корпусу герметичний гіровузол з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу.

Він простіший у виготовленні та балансуванні, але недостатньо ефективно захищає гіровузол від збурення проникаючими потужними ударними звуковими хвилями, що знижує точність вимірювань і є основним його недоліком.

Зазначений недолік обумовлений тим, що робоча рідина рідинностатичної складової підвісу вже початково слугує добрим транслятором звукових хвиль. Нагріваючись ізсередини від гіромотора, рідина зменшує швидкість проникаючих іззовні звукових хвиль, і, тим самим, знижує збурення поверхні поплавкового підвісу і породжене цим небажане явище дифракції звукових хвиль із значним підвищенням амплітуди вимушених пружних коливань його поверхні, які сприймаються гіровузлом за вхідний сигнал, в дійсності будучи “хибним”. Іншою причиною зниження точності вимірювань ПГ є те, що тепловий кожух віддаючи назовні, в оточуюче середовище, надлишкове тепло нагріває повітря поза корпусом і, тим самим, сприяє підвищенню швидкості проникаючих іззовні акустичних хвиль, що збільшує амплітуду збурених коливань поверхні корпусу ПГ і, відповідно, поплавкового підвісу, що знижує точність вимірювань.

В основу пропонуємої конструкції поставлена задача зменшення амплітуд генеруємих звуковими хвилями в стінках корпусу та в робочій рідині коливань шляхом зміни конструкції теплового кожуха і надання його поверхні дискретно-неперервної перфорованої форми у вигляді наскрізних радіальних отворів різної площі поперечного перетину, що зменшить збурення гіровузла енергією звукових хвиль і призведе до зростання точності вимірювань курсу.

Поставлена задача вирішується тим, що в ПГ, який містить розміщений в тепловому кожуху циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщеним в порожнині корпусу герметичним гіровузлом з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу, згідно корисної моделі новим є те, що поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними радіальними отворами різної площі поперечного перетину.

Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну циліндричної форми бічної поверхні теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналогу, на дискретно-неперервно перфоровану, що за інших рівних з найближчим аналогом умов, чинить додаткове розсіяння енергії проникаючих іззовні потужних ударних звукових хвиль при льотній експлуатації гіперзвукових літальних апаратів, а це знижує збурення ними гіровузла і призводить до зростання точності визначення курса об’єкта.

На кресленні схематично зображений заявляемий ПГ в поздовжньому (Рис. 1) та поперечному А-А перерізі (Рис. 2).

ПГ містить корпус 1 з циліндричною, діаметром D, порожниною 2, яка частково заповнена робочою рідиною 3. В порожнині 2 корпусу 1, розташований поплавковий підвіс 4 з гіромотором 5, який встановлюється на опорах 6 і має датчик кута 7 і датчик моментів 8 для визначення курсу. На зовнішній поверхні 9 корпуса 1 розміщений тепловий кожух 10, зовнішня поверхня 11 якого дискретно-неперервно перфорована наскрізними радіальними отворами 12 різної площі поперечного перетину.

Рис.1 Рис.2

Працює ПГ наступним чином.

При дії на корпус 1 звукових хвиль 13, його стінки набувають пружно-деформованого стану і приходять в коливальний рух. Оскільки, на зовнішній поверхні 9 корпуса 1 встановлений тепловий кожух 10 з перфорацією радіальними наскрізними отворами 12 різної площі поперечного перетину, замість неперфорованої поверхні в найближчому аналогу, відбувається ефективне розсіювання енергії звукових хвиль 13 породженим ними коливальним рухом повітря в цих отворах, а, отже, і зменшується амплітуда генеруємих в корпусі 1 пружних коливань, що, в свою чергу, послабить пружно-напружений стан поверхні поплавка 4 пройдешньою, значно ослабленою, акустичною хвилею. Наявність наскрізних отворів різної площі поперечного перетину розширить полосу частот послабляємих ударних звукових хвиль. Зменшення, в порінянні з найближчим аналогом, амплітуди генерованих звуковими хвилями коливань в стінках корпусу ПГ, знизить збурення гіровузла аеродинамічним шумом, що призведе до росту точності вимірювань.