论文部分内容阅读
降噪消音结构不仅可以应用于生活环境的优化，生产环境的治理，还可以应用于军事设备的反侦察装备，将微纳制造技术和仿生设计应用于其前沿研究和制作中，可以优化其吸声性能的同时缩小其占用空间，具有重要的研究意义和广阔的应用前景。 长耳鹗扑杀猎物时基本不会被其捕猎对象发现，这种相对于其猎物听觉敏感频段的声隐形特性是自然选择之下的生物进化结果。经过研究发现长耳鹗皮下存在空腔，皮肤表面存在微型突起，体表覆羽交织形成微孔和微缝，羽毛蓬松且存在多级分叉微纳结构，这些特点均有可能不同程度地贡献于其无声飞行的特性。以长耳鹗的这些特点为降噪结构的功能仿生原型，以马大猷先生的微穿孔板理论为理论基础，结合阻抗渐变结构的尖劈吸声理论，应用MEMS和静电纺丝技术，完成了降噪微纳结构的仿生设计与制造。通过试验测试，在长耳鹗猎物听觉敏感频率1.5kHz到6.0kHz赫兹的频率范围内，仿生降噪双层微穿孔版结构的吸声系数达到了0.7以上;经仿长耳鹗微型突起的微尖劈修饰之后，其吸声性能进一步提升，吸声系数整体达到了0.8以上;仿长耳鹗蓬松覆羽的无序纳米线修饰的单层微穿孔板之后，其吸声频带宽度展宽且更为平滑;仿长耳鹗多级分叉微纳结构的微尖劈之上的纳米线阵列修饰使得其在2300赫兹到4400赫兹频率范围内的吸声系数提高了0.05以上。以上制作的仿生降噪微纳结构纵向尺寸均控制在25mm以内，达到了缩小占用空间的目标。 总之，长耳鹗为吸声降噪技术的提升提供了仿生学原型，而微纳制造技术为其微型化提供了技术实现手段，二者为吸声降噪技术的发展带了新的契机。