声源喇叭的制作方法

本发明属于航天器动力学试验技术领域，具体涉及一种噪声发生试验装置。

背景技术：

混响室和行波管是最常用的噪声试验装置，其发声单元大多由声发生器、喇叭组成。喇叭一端与声发生器相连，声发生器将气体介质动能转化为声能传入喇叭中，喇叭另一端与混响室或行波管等声试验设备相连，将声能放大后传入试验环境。随着航天技术的飞速发展，大型卫星应用越来越广泛，运载能力不断加强，相应的噪声环境也日益苛刻，噪声环境试验量级也不断提升。噪声试验设备若想提高声功率最直接有效的途径为提高声发生器的声功率。然而，目前提高单个声发生器的发声功率技术难度较大，往往很难达到试验指标的要求，因此可通过增加声发生器个数的方式来提升声功率。然而，试验设备可提供给喇叭的接口面积往往是有限的，原有的喇叭设计形式难以满足要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于发明一种新型喇叭，通过该装置可以在有限的接口尺寸内增加声发生器的个数，进而提高试验量级，进行高量级噪声试验。本发明通过如下技术方案实现：

本发明的声源喇叭，包括多个入口和一个出口，入口为声发生器的连接口且多个入口的尺寸与声发生器出口尺寸相同，通过具有一定蜿展形式的声源扩展管路汇总到出口，出口面积与设备预留进口处面积相同。

其中，所述设备为试验设备。

其中，所述蜿展形式包括以下几种

(1)幂律形，其截面积方程为

其中，x₀为喉部与顶点的距离，y₀为喉部半径。

当n＝1时为抛物线喇叭，n＝2时为锥形喇叭。

(2)双曲线指数率喇叭，其截面积方程为

其中，常数h决定沿着轴线的蜿展速度，而常熟m为形状因数，决定喇叭喉部附近的一般特性。

若则为指数形喇叭；m＜1时为超指数形喇叭；m＝0时为悬链线喇叭；m＞1时其特性趋于幂律喇叭。

(3)曳物线形

其蜿展曲线的方程是

喇叭口的周长可表示为截止波长。

其中，所述多个是指8个以上。

其中，所述声源喇叭为航天器动力学试验的声源喇叭。

本发明可以在不改变原试验设备接口尺寸的基础上增加声发生器的个数，保证通道的声波传输效率，达到增加声功率进行高量级噪声试验的目的。可应用于原声学试验设备的升级改造及新声学试验设备的设计生产中。

附图说明

图1为现有技术中喇叭连接结构示意图

其中，1－喇叭前段；2－喇叭后段，3-喇叭前段法兰，4-喇叭后段法兰，5-密封垫。

图2为本发明一实施方式的喇叭前段示意图。

图3为本发明一实施方式的喇叭结构示意图。

其中，31为分支段；32为汇总段，33为转接装置。

图4为本发明的一实施方式的分支段支路示意图。

其中，41为分支段支路

具体实施方式

下面结合附图对本发明的声源扩展装置进行进一步说明，该说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。

参见图1，图1为现有技术中普通喇叭的结构示意图，现有技术中的普通喇叭分为喇叭前段1(与试验设备连接)，喇叭后段2(与声发生器连接)，喇叭前段法兰3，喇叭后段法兰4和密封垫5四个部分，前段与后段通过法兰对接，中间有密封垫，用螺栓拧紧。整体喇叭的扩声能力与喇叭截面的扩张形式、喇叭的长短、喇叭开口面积相关，这些因素不仅会影响到声波的放大倍数也会影响到扩声频段。

新型喇叭由喇叭前段1、转接装置33组成。为了保证喇叭接口尺寸与试验设备的接口尺寸匹配，喇叭前段1出口口径应与试验设备保持一致，并具有一定的蜿展形式，如图2所示，蜿展形式包括以下几种。

(1)幂律形，其截面积方程为

其中，x₀为喉部与顶点的距离，y₀为喉部半径。

当n＝1时为抛物线喇叭，n＝2时为锥形喇叭。

(2)双曲线指数率喇叭，其截面积方程为

其中，常数h决定沿着轴线的蜿展速度，而常熟m为形状因数，决定喇叭喉部附近的一般特性。

若则为指数形喇叭；m＜1时为超指数形喇叭；m＝0时为悬链线喇叭；m＞1时其特性趋于幂律喇叭。

(3)曳物线形

其蜿展曲线的方程是

喇叭口的周长可表示为截止波长。

将转接装置33划分为汇总段32及分支段31两部分，每个转接装置33由若干路分支段支路和一个汇总段组成。每一路分支段支路41均按喇叭前段1的蜿展形式扩展，汇总后出口面积与前段预留接口面积相同，最后通过螺栓与前段紧固相连，效果图如图3所示。值得注意的是，为保证声波在管内的放大效果，并且不影响传输效率，每一路分支段支路41要按喇叭前段1的蜿展形式进行扩展。同时，为了安装多路声发生器，实现声源扩展的功能，将分支段支路41的末端沿中轴线垂直的方向弯曲开一定的角度，如图4所示，保证各支路之间有一定的距离，距离以便于声发生器的安装为准，分支段的通道弯曲后，每个截面的截面积没有发生变化，即通道的蜿展形式没有发生变化。整体喇叭的扩声能力与喇叭截面的扩张形式、喇叭的长短、喇叭开口面积相关，这些因素不仅会影响到声波的放大倍数也会影响到扩声频段。本发明各分支段支路41共用一个汇总段32，每路分支段支路41与汇总段32、喇叭前段1组合到一起都是一个完整的喇叭，对声波具有放大的功能。这样就实现了在有限接口尺寸上同时安装多个声发生器的可能，进而实现了声源扩展提高试验声功率的功能。

该发明可用于混响室、行波管等噪声试验设备。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。