Page 98 - 《应用声学》2020年第3期
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较好的再生性能;较好的机械加工性。基于上述特
0 引言
性,烧结金属丝网除了用作过滤材料外,还被广泛用
随着我国大飞机项目的深入开展和下一代超 作外场声辐射的吸声材料。其以瑞利创立的多孔吸
声速飞行器机动性要求和隐身技术的发展,人们对 声材料的微孔黏滞吸声理论 [4] 为基础,主要原理是
跨超声速流动边界层转捩问题越来越关注。如高速 声波通过材料的孔隙与固体骨骼相互摩擦而消耗
层流的控制技术、热防护系统设计中的不稳定性、 能量。目前,金属烧结丝网主要应用于城市道路隔
战斗机随机运动转捩诱导热应力、超声速运输机和 离带进行噪声的屏蔽、航空发动机高温和高声强尾
巡航导弹的超声速流动控制能力等的研究和验证, 流的表面吸声等,但将气流直接流过金属烧结丝网
需要风洞具备良好的气流动态品质 [1] 。因此,新建 实现降噪的技术研究未见报道。
的高速风洞都十分重视试验段气流的低噪声和低 鉴于金属烧结丝网具有较好的气流通过性能、
湍流度性能指标的实现。 高强度和韧性、较好的再生性能以及体积小等优
目前,暂冲式风洞上游配置的调压阀会产生巨 点,研究人员将其置于引导性暂冲式风洞稳定段内,
大气流噪声,顺气流向下游传入试验段,导致模型试 让上游控制阀后具有极高湍动能的气流流过多层
验区具有一定量级的噪声,影响试验数据精度。上 金属烧结丝网,对其降噪特性和压力损失特性开展
游气流噪声的降低可采用主动降噪和被动消声两 了专项试验测试研究,分析验证其内场降噪的工程
种方式。低噪声控制阀的设计为主动降噪,可从声 应用可行性,并优化设计参数,为我国某大型超声
源上消除噪声,目前中国空气动力研究与发展中心 速风洞内场消声器的确定提供了设计依据及技术
正开展相关的设计研究。另外可通过在内场设置消 支撑。
声器吸收或衰减上游气流传播的声能,即为被动降
噪方式。本文所介绍的金属烧结丝网降噪方式就是 1 金属烧结丝网性能测试平台
属于后者。
金属烧结丝网是一种烧结金属多孔材料 [2−3] , 研究实验在中国空气动力研究与发展中心FL-
由多层金属丝网按照一定的工艺重叠在真空下烧 22 风洞中开展,该风洞为暂冲式下吹风洞,试验段
结制成,具有很好的可渗透性,见图 1。烧结结构一 尺寸0.3 m×0.3 m,马赫数(Ma)范围0.3∼3.5,通过
般包括支撑层、工作层、保护层组成。 全柔壁喷管实现,测试平台总体布局示意图见图2。
优良的烧结金属多孔材料有以下特点:优良的 金属烧结丝网试验件安装于风洞稳定段内,
透过性能;孔径与孔隙度的可控性;强度高、韧性好; 位于大开角扩散段与蜂窝器之间,稳定段直径约
ϕ1.2 m。为了确保金属烧结丝网在试验过程中不发
生抖动,其前后设置有井字型支撑架固定,试验件
照片见图3。试验件可拆卸更换,烧结金属丝网试验
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件共有以下 6 种规格:120 目/英寸 6 层、12 层、26 层
及 160 目/英寸 6 层、12 层、26 层。所有网丝直径均
图 1 烧结金属丝网
Fig. 1 The photograph of sintering metal screen 为0.1 mm。
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图 2 烧结金属丝网性能测试平台
Fig. 2 The test platform of sintering metal screen