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    航空科普:看工程师如何测量飞机外表面噪声!

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    噪声是大型商用飞机研制阶段,必须重视的空气动力学问题之一。随着商用飞机舒适性的不断提高,噪声也越来越受到业界重视。

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    严重的噪声可能使乘客与飞行员产生疲劳、心跳加快、血压升高等不舒适,也会使飞机内部的设备仪器,因舱内噪声与振动产生失稳和灵敏度减弱等现象。随着商用飞机舒适性的不断提高,噪声也越来越受到业界重视,这其中,了解噪声来源、收集噪声数据是飞机降噪研究的基础。

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    为了让人们搭乘的飞机更加安静舒适,中国商飞的工程师团队前段时间进行了试飞,收集飞机外表面噪声数据。想知道他们为了这次试飞,对飞机进行了什么样的测试与改装吗?今天,飞宝帮你答疑解惑。

    什么是飞机外表面噪声?

    噪声是一个大家都很熟悉的名词,但要搞清楚噪声是什么却是一件困难的事情。要知道,噪声在不同的领域有着完全不同的解释。物理课本上说,噪声是发声体做无规则振动发出的声音;从生理学上来看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音都是噪声;在通信领域,干扰信号传输的能量场称为噪声??蠢炊杂谠肷鞘裁凑飧鑫侍?,只能具体情况具体分析了。

    现在,如果把研究对象设定到飞机在气流中做高速运动,飞机表面会出现湍流边界层,湍流边界层内部会产生高频的压力脉动,进而形成了辐射场噪声,也就是所谓的飞机外表面噪声。

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    为什么要测试飞机外表面噪声?

    外表面噪声测试并不是一个新鲜的话题。对于军用飞机,飞行包线更大,特别是在高速飞行时,产生巨大的气动噪声,长时间运行会导致机体结构声疲劳,破坏飞机结构。对于商用飞机,声疲劳可能并不是一个突出的问题,研究重点在于通过测量飞机外表面噪声,为舱内噪声评估模型提供数据和输入,为结构减振降噪设计提供依据,提高旅客乘坐的舒适性。

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    如何测量外表面噪声呢?

    为了测量机体外表面真实工况下的噪声数据,工程师们需要定制一款具有如下特性的噪声传感器。

    首先,传声器体积要足够小,厚度要尽可能薄,尽量减小因传声器对原机体表面气流分布的影响,进而测得真实工况下机体表面的脉动声压。

    其次,传声器需要有良好的频响特性和足够大的动态范围。随着商用飞机的巡航速度不断增大,脉动声压随速度迅速增大,脉动声压既包含了机体振动低频信号,也包含了气动压力的高频脉动压力噪声,因此传感器要有足够宽的频响范围。

    最后,传感器能够适应各种极端气象条件。飞行过程中可能会遇到雨水或者结冰气象,高空和地面温度相差较大,要保证在这些条件下传感器能够稳定正常工作。

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    专栏作者

    责任编辑:臧航

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