本發(fā)明涉及航天，尤其是涉及一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、通常，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射噴出的超聲速射流產(chǎn)生的噪聲可達(dá)170db，可能會(huì)引起箭上載荷、元器件以及地面設(shè)備的不可逆損傷，對(duì)環(huán)境及相應(yīng)人員造成傷害和損失，嚴(yán)重威脅到航天發(fā)射的安全性與可靠性。因此，對(duì)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)射流噪聲試驗(yàn)研究有著重大的意義。

2、目前，對(duì)于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的射流噪聲試驗(yàn)研究較少，已公開的相關(guān)研究中，多針對(duì)自由射流產(chǎn)生的噪聲搭建系統(tǒng)，在供應(yīng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)重點(diǎn)關(guān)注位置上布置聲傳感器，或者傳聲器，如自由射流在噴管下游流動(dòng)狀態(tài)接近于以噴管軸向?yàn)橹行牡妮S對(duì)稱模式，因此，聲傳感器會(huì)布置在噴管軸截面上，再將不同位置采集到的數(shù)據(jù)通過軟件處理，可以得到噪聲場(chǎng)頻域信息和聲壓級(jí)，進(jìn)而可以探究推進(jìn)劑混合比、噴管出口馬赫數(shù)、室壓、噴管出口有無導(dǎo)流槽等因素對(duì)噴管自由射流噪聲特性的影響。

3、但是，實(shí)際的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車與發(fā)射時(shí)，噴管多垂直指向正下方，從噴管噴出的射流會(huì)沖擊導(dǎo)流面受到偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的噪聲在與導(dǎo)流槽壁面的反射、衍射作用下分布比自由射流更復(fù)雜，因此，現(xiàn)有的布置聲傳感器的方法難以準(zhǔn)確地獲得帶有導(dǎo)流槽的噴管射流噪聲分布，制約了航天發(fā)射降噪技術(shù)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，以緩解上述技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)，所述噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)包括：支架主體，設(shè)置于所述支架主體上的多個(gè)傳聲器，以及，設(shè)置于所述支架主體對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部的測(cè)試系統(tǒng)；其中，所述支架主體包括第一支架和第二支架，其中，所述第一支架所對(duì)應(yīng)的腔體的容積大于所述第二支架對(duì)應(yīng)的腔體的容積，且，所述第二支架對(duì)應(yīng)的腔體設(shè)置于所述第一支架所對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部；所述測(cè)試系統(tǒng)設(shè)置于所述第二支架對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部；所述第一支架和所述第二支架分別設(shè)置有多個(gè)傳聲器；其中，所述第一支架上的所述傳聲器形成第一傳聲器陣列，所述第二支架上的所述傳聲器形成第二傳聲器陣列；所述第一傳聲器陣列和所述第二傳聲器陣列包圍所述測(cè)試系統(tǒng)，以在所述測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)采集所述測(cè)試系統(tǒng)的噪聲數(shù)據(jù)。

3、結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，上述每個(gè)所述第二支架上按照不同的高度設(shè)置有至少一個(gè)所述傳聲器；多個(gè)所述第二支架上設(shè)置的同一高度的所述傳聲器構(gòu)成一個(gè)水平陣列，所述第二傳聲器陣列為不同高度的所述水平陣列構(gòu)成的柱形陣列。

4、結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，上述第二支架為可移動(dòng)支架；且，每個(gè)所述第二支架在所述第一支架對(duì)應(yīng)的腔體的底面的投影距離所述底面的中心距離一致，以使所述水平陣列構(gòu)成所述柱形陣列。

5、結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，上述第二支架對(duì)應(yīng)的腔體和所述第一支架對(duì)應(yīng)的腔體相對(duì)于底面的中心投影重疊；所述第一支架上設(shè)置的所述傳聲器在所述第一支架的頂面水平分布，以形成所述第一傳聲器陣列，且，所述第一傳聲器陣列對(duì)應(yīng)的形狀為以所述頂面的中心為圓心，至少一個(gè)預(yù)設(shè)半徑的圓形。

6、結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，上述測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)、與所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的測(cè)試導(dǎo)流槽、與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接的調(diào)節(jié)單元，以及，與所述調(diào)節(jié)單元連接的供應(yīng)單元；其中，所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)和所述測(cè)試導(dǎo)流槽為基于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際尺寸進(jìn)行等比縮放得到的；所述測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的外接基準(zhǔn)體的底面的中心與所述第一支架對(duì)應(yīng)的腔體的底面的中心重疊。

7、結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，上述柱形陣列和所述測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的外接基準(zhǔn)體的尺寸滿足下述關(guān)系：；

8、其中，r表示所述柱形陣列的半徑，h表示所述柱形陣列的高， l1、 l2和 l3分別表示所述外接基準(zhǔn)體的長、寬和高尺寸，d1、d2分別表示所述底面的中心到所述外接基準(zhǔn)體在所述底面的各邊的距離，d3表示所述底面的中心到所述外接基準(zhǔn)體的頂面的距離。

9、結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，上述在同一高度的所述傳聲器構(gòu)成的所述水平陣列在所述底面的投影的中心與所述底面的中心重疊；且，所述水平陣列所包括的傳聲器在所述底面的投影相對(duì)于所述底面的中心呈等間距角度設(shè)置。

10、結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，上述8.?根據(jù)權(quán)利要求5所述的噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述供應(yīng)單元的傳聲器。

11、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的噪聲特性測(cè)量方法，應(yīng)用于第一方面所述的噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)，所述噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)包括：支架主體，設(shè)置于所述支架主體上的多個(gè)傳聲器，以及，設(shè)置于所述支架主體對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部的測(cè)試系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)、與所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的測(cè)試導(dǎo)流槽、與所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)連接的調(diào)節(jié)單元，以及，與所述調(diào)節(jié)單元連接的供應(yīng)單元；所述方法包括：配置所述測(cè)試系統(tǒng)的工況參數(shù)；啟動(dòng)所述測(cè)試系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)單元使所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)按照所述工況參數(shù)運(yùn)行；采集第一傳聲器陣列和第二傳聲器陣列所包括的多個(gè)傳聲器的聲壓信號(hào)；基于所述聲壓信號(hào)對(duì)所述測(cè)試系統(tǒng)所包括的測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲進(jìn)行分析，得到所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲特性，以基于所述測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲特性推算出真實(shí)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的噪聲特性。

12、結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，上述方法還包括：在所述測(cè)試系統(tǒng)啟動(dòng)前啟動(dòng)所述傳聲器，記錄所述傳聲器的初始值；基于所述初始值對(duì)所述傳聲器進(jìn)行標(biāo)定，得到所述傳聲器的標(biāo)定文件。

13、本發(fā)明實(shí)施例帶來了以下有益效果：

14、本發(fā)明實(shí)施例提供的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，在噪聲特性測(cè)量系統(tǒng)中包括支架主體，設(shè)置于支架主體上的傳聲器，以及，設(shè)置于支架主體對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部的測(cè)試系統(tǒng)；并且，在支架主體中進(jìn)一步包括第一支架和第二支架，第一支架所對(duì)應(yīng)的腔體的容積大于第二支架對(duì)應(yīng)的腔體的容積，可以使第二支架對(duì)應(yīng)的腔體設(shè)置于第一支架所對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部，測(cè)試系統(tǒng)設(shè)置于第二支架對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)部，并在第一支架和第二支架分別設(shè)置有多個(gè)傳聲器；其中，第一支架上的傳聲器形成第一傳聲器陣列，第二支架上的傳聲器形成第二傳聲器陣列，第一傳聲器陣列和第二傳聲器陣列包圍上述測(cè)試系統(tǒng)，以在測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)采集測(cè)試系統(tǒng)的噪聲數(shù)據(jù)，由于采用了傳聲器陣列包圍測(cè)試系統(tǒng)的方式，可以有效模擬實(shí)際液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車與發(fā)射時(shí)的情形，進(jìn)而使得到的噪聲數(shù)據(jù)更加接近液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)的發(fā)射環(huán)境，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲特性試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，并有助于提高航天發(fā)射的安全性與可靠性。

15、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

16、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。