Мельник В.М., Карачун В.В., Косова В.П.

Національний технічний університет України «КПІ»

Резонансний звукопоглинач

Модель може бути використана у складі інерціальних навігаційних систем гіперзвукових високоточних ракет, надзвукової авіації тощо.

Недолік цього ПГ полягає в складності виготовлення та балансировки внаслідок наявності в його конструкції деталей з поверхнями сферичної форми.

Найбільш близьким до моделі 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, але він недостатньо ефективно захищає гіровузол від збурення проникаючими потужними ударними звуковими хвилями. Зазначений недолік обумовлений тим, що робоча рідина рідинностатичної складової підвісу вже початково слугує добрим транслятором звукових хвиль. Підвищення температури рідини слугує сигналом для дії системи терморегуляції, що знаходиться в тепловому кожуху, і рідина буде охолоджуватися до необхідної температури, внаслідок чого буде зростати швидкість пройдешніх звукових хвиль.

Іншою причиною зниження точності вимірювань ПГ є те, що тепловий кожух віддаючи назовні, в оточуюче середовище, надлишкове тепло підігріває повітря поза корпусом і, тим самим, підвищує швидкість проникаючих іззовні акустичних хвиль.

В основу моделі поставлена задача зменшення амплітуд генеруємих звуковими хвилями в стінках корпусу та в робочій рідині коливань шляхом зміни конструкції теплового кожуха і надання його бічній поверхні наскрізних поздовжних прорізів однакової ширини і довжини.

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 бічна поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними поздовжніми прорізями однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців де встановлюється корпус ПГ, має більший ніж корпус діаметр і утворює циліндричну повітряну порожнину між корпусом і тепловим кожухом.

Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну циліндричної форми бічної поверхні теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналогу, на дискретно-неперервно перфоровану наскрізними поздовжніми прорізями однакової ширини і довжини, а більший за корпус діаметр внутрішньої поверхні теплового кожуха, окрім торців для встановлення корпусу ПГ, утворює циліндричну повітряну порожнину між корпусом і тепловим кожухом (резонансний екран), що за інших, рівних з найближчим аналогом умов, створює 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 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 гіровузол 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 поздовжніми прорізями 12 однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців, де встановлюється корпус ПГ, має діаметр D₁, більший за діаметр корпуса D, внаслідок чого утворюється циліндрична повітряна порожнина 14.

Працює ПГ наступним чином.

При дії на корпус 1 звукових хвиль 13, його стінки набувають пружно-напруженого стану і приходять в коливальний рух. Оскільки, на зовнішній поверхні 9 корпуса 1 встановлений тепловий кожух 10 з перфорацією наскрізними поздовжніми прорізями 12 однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців де встановлюється корпус ПГ, має більший ніж у корпуса діаметр і утворює циліндричну повітряну порожнину 14 (резонансний екран) між корпусом 1 і тепловим кожухом 10, яка з’єднана із наскрізними прорізями 12, замість перфорованої поверхні в найближчому аналогу, відбувається ефективне розсіювання енергії звукових хвиль 13 спричиняємим коливальним рухом маси повітря в прорізях перфорації 12 на пружній поверхні циліндричної повітряної порожнини, а, отже, і зменшується амплітуда генеруємих в корпусі 1 пружних коливань, що в свою чергу, послабляє пружно-напружений стан поверхні гіровузла 4 пройдешньою, значно ослабленою, акустичною хвилею. За рахунок перфорації поверхні теплового кожуха і створення резонансного екрана, забезпечується більш інтенсивне розсіювання енергії звукових хвиль спричиняемим ними коливальним рухом маси повітря в прорізях перфорації на пружній поверхні циліндричної повітряної порожнини між корпусом і тепловим кожухом і послаблення рівня проникаючого всередину поплавкового гіроскопа випромінювання, що знижує збурення гіровузла і призводить до росту точності вимірювань.