本发明属于航空器降噪，具体涉及一种适用于起落架舱门降噪的宽频吸声结构、一种应用该宽频吸声结构的起落架舱门、以及一种该起落架舱门的设计方法。
背景技术：
1、随着航空工业的快速发展，航空器噪声控制已成为关键课题。在起飞和着陆阶段，起落架与舱门结构形成的复杂空腔会产生显著的宽频气动噪声，其频谱范围通常覆盖200-5000hz。该噪声不仅会加剧金属结构疲劳，还会通过机身传导形成客舱低频轰鸣声，严重影响乘客舒适度。
2、目前起落架舱门降噪主要采用两类技术方案：
3、复合吸声材料方案：多数起落架舱门采用“蜂窝夹层+多孔纤维”复合层。此类结构对中高频噪声(>1500hz)表现出良好吸声性能(吸声系数可达0.8以上)，但对低频噪声(<800hz)的吸声效率急剧下降(通常低于0.3)。若需提升中低频性能则需大幅增加材料厚度，与飞机舱门对轻量化、薄型化的设计要求产生根本性冲突。
4、亥姆霍兹共振器方案：虽然可通过腔体共振在特定频率实现高效吸声，但其固有窄带特性导致有效吸声频带过窄，而且需依赖腔体体积与颈部尺寸的严格匹配实现窄带吸声。为实现低频目标(如150hz)，所需腔体深度往往超过25cm。现有扩展频带方案需并置多组不同尺寸共振器阵列，致使整体结构厚度显著增加，无法满足舱门结构的空间约束要求。
5、近年出现的主动降噪技术，如在舱门内部安装声学扬声器与反馈控制系统，虽理论上可覆盖宽频噪声，但存在三方面固有缺陷：对传感器布局精度和实时控制算法依赖度极高；易受气流扰动影响，导致稳定性不足；系统复杂且维护成本高昂。因而难以在航空器高可靠性场景中实际应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有起落架舱门降噪中复合吸声材料难以兼顾低频性能与轻薄化设计、亥姆霍兹共振器无法突破窄带吸声与空间占用的互斥限制、以及主动控制方案可靠性不足且成本过高的问题，而提供了一种适用于起落架舱门降噪的宽频吸声结构、一种应用该宽频吸声结构的起落架舱门、以及一种该起落架舱门的设计方法。
2、为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：
3、一方面提供了一种适用于起落架舱门降噪的宽频吸声结构，包括多个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和多个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞；
4、每个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞均包括第一穿孔板和第一腔体，第一穿孔板覆盖在第一腔体的敞开端上，第一穿孔板上开设有一个或更多个第一穿孔；
5、每个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞均包括第二穿孔板、内嵌管和第二腔体，第二穿孔板覆盖在第二腔体的敞开端上，第二穿孔板上开设有一个第二穿孔，内嵌管与第二穿孔同轴，且内嵌管的一端伸入第二腔体内，另一端连接至第二穿孔板的面向第二腔体的表面；
6、穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和内嵌管型亥姆霍兹腔单胞布置成使得：第一腔体和第二腔体朝向一致，第一穿孔板和第二穿孔板形成与起落架舱门共形的曲面，各个第一穿孔板上的第一穿孔的轴线和各个第二穿孔板上的第二穿孔的轴线彼此平行，并且第一腔体和第二腔体的与各自的穿孔板相对的表面位于同一水平面内。
7、进一步地，各个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞的第一穿孔板上开设的第一穿孔的数量是不同的，且为1至5个。
8、进一步地，第一穿孔的孔径为0.5～2mm，且每个第一穿孔板上的第一穿孔的孔径相同，第二穿孔与内嵌管的孔径相同，为1～3mm，内嵌管的壁厚为0.5～1mm。
9、进一步地，第一穿孔板和第二穿孔板的厚度为1～3mm，孔隙率为0.1～2.5％。
10、进一步地，内嵌管的长度为1～23mm。
11、进一步地，穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和内嵌管型亥姆霍兹腔单胞的横截面均为正方形，且每种单胞的横截面尺寸相同。
12、进一步地，第一穿孔板和第一腔体、第二穿孔板和第二腔体通过3d打印获得，并采用环氧树脂粘接。
13、另一方面提供了一种应用上述宽频吸声结构的起落架舱门，包括多个由多个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和多个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞构成的亥姆霍兹腔单胞单元，亥姆霍兹腔单胞单元中，所述多个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和所述多个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞邻接布置为正方形或长方形。
14、又一方面提供了一种上述起落架舱门的设计方法，包括以下步骤：
15、步骤1，计算亥姆霍兹腔单胞单元的吸声系数：
16、
17、式中，z为亥姆霍兹腔单胞单元的表面声阻抗，z0为空气的特征阻抗，z0＝ρ0c0，ρ0和c0分别为空气的密度和声速；
18、其中，每个亥姆霍兹腔单胞单元中均包括p个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和q个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞，表面声阻抗为：
19、
20、式中，zp表示第p个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞的表面声阻抗，m表示穿孔板型亥姆霍兹腔单胞的数量，zq表示第q个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞的表面声阻抗，n表示内嵌管型亥姆霍兹腔单胞的数量：
21、
22、式中，σp为第p个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞中第一穿孔板的孔隙率，为中间变量，dp为第p个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞中第一穿孔的直径，tp为第p个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞中第一穿孔板的厚度，hp为第p个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞中第一腔体的内腔深度，η为空气动力黏度，ω为角频率，k0为声波的波数，j为虚数单位；γ为空气的比热比，a为内嵌管型亥姆霍兹腔单胞的总截面面积，sq为第q个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞中内嵌管的内孔截面积，lq为第q个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞中内嵌管长度，vq为第q个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞中除去颈部的第二腔体空腔体积，ρc,q和cc分别为空气的复密度和复声速，ρc,q＝ρ0/ψv,q，δq为声波的末端修正系数，kc,q、ψv,q、ψh,q分别为空气的复波数和黏性场以及热场的函数；
23、步骤2，确定起落架舱门的降噪频段和各个亥姆霍兹腔单胞单元中的单胞数量：根据实际噪声频谱确定降噪频段f1～f2，f1为起始频率，f2为终止频率，再确定单胞的数量为m×n，m表示单胞行数，n表示单胞列数，将宽频噪声以的频率间隔划分为多个单频噪声；
24、步骤3，根据起落架舱门的结构，确定吸声结构的厚度；
25、步骤4，设计确定亥姆霍兹腔单胞单元，包括以下子步骤：
26、步骤4.1，根据所确定的吸声结构厚度和所划分的单频频率大小选取单胞类型；
27、步骤4.2，通过调整第一穿孔的孔径、第一穿孔的数量、第一穿孔板的厚度、第一腔体的深度以及第二穿孔和内嵌管的孔径、内嵌管的长度、第二腔体23的深度，设计得到包括多个单频频率的穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和内嵌管型亥姆霍兹腔单胞的亥姆霍兹腔单胞单元；
28、步骤5，根据起落架舱门的结构，将得到的亥姆霍兹腔单胞单元进行组合，形成起落架舱门。
29、本发明的优点是：
30、1、本发明的适用于起落架舱门降噪的宽频吸声结构，一方面通过使用内嵌管增加穿孔板颈部有效长度，提高了低频吸声性能，另一方面使用穿孔板型亥姆霍兹腔提高中频段的吸声性能和吸声带宽，可通过组合不同吸声单胞达到宽频吸声效果，同时将吸声结构整体厚度压缩至舱门空间约束极限内，通过曲面共形设计可高度匹配异形舱门结构，由此适用于要求兼顾宽频吸声性能和结构轻薄化的起落架舱门降噪。
31、2、本发明采用多个亥姆霍兹腔单胞单元形成起落架舱门，其中每个亥姆霍兹腔单胞单元为由多个穿孔板型亥姆霍兹腔单胞和多个内嵌管型亥姆霍兹腔单胞的构成的正方形或长方形结构，所得到的起落架舱门可在保证低频和中频吸声性能的同时满足航空器对轻薄化的要求。
32、3、本发明对亥姆霍兹腔单胞单元的吸声系数进行计算，并根据起落架舱门的结构和降噪频段设计出每个单胞单元中的两种单胞的结构尺寸和数量，可获得满足低频和中频吸声性能且同时满足航空器轻薄化要求的起落架舱门。
33、4、本发明的起落架舱门降噪采用纯被动机械结构，可规避主动降噪系统的控制复杂度与稳定性风险，显著降低维护成本并提升环境适应性。