简化起落架噪声相似准则及马赫数比例律.pdf

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1、航空学报ActaAerOnauticaetAstronauticaSjnicaJun．252017VoI．38NO．6SSN1000-6893CN11-1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb《罾buaa．edu．cnDOI：10．7527／S1000一6893．2016．0290简化起落架噪声相似准则及马赫数比例律邢宇，刘沛清*，郭昊，徐亮，李玲北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100083摘要：真实飞机部件的气动噪声问题可以通过缩比模型气动声学试验研究，但是必须要遵循合适的相似准则。频率相似准则一般选择Helmholtz数或Strouhal数相似，而声源

2、强度的相似准则在一定的雷诺数范围内通常采用Mach数相似。噪声随来流马赫数的比例律可用于外推风洞试验测量数据到真实飞行条件下，并判断声源类型。在北京航空航天大学D5气动声学风洞中对1／2缩比的LAndingGearnoisedatabaseforcivilaviationauthorityvalidati0N(LAG00N)简化起落架模型进行了气动声学试验研究。试验结果表明：该起落架模型的噪声频率遵循Helmholtz数相似准则而非Strouhal数相似准则。起落架噪声的马赫数比例律与频率有关，在低频范围内满足6次方关系，而在中高频范围内满足7次方关系。将D5风洞测得的噪声频谱按Helm

3、holtz数相似及相应的马赫数比例律转换后与LAG00N原型试验结果对比，发现两者的测量结果吻合得非常好。关键词：起落架；气动声学风洞；缩比模型；相似准则；比例律中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000一6893(2017)06—120769一08飞机在起飞和降落时会产生巨大的噪声，严重影响机场附近居民的生活，因此开展飞机降噪研究显得非常必要。飞机的噪声一般包括发动机噪声和机体噪声2大类。随着现代大涵道比涡轮风扇发动机的广泛使用，过去40年间发动机噪声已经降低了20～30dB，当飞机起飞降落时，机体噪声已成为与发动机噪声同样重要的一类飞机噪声源，因此有必要开展飞机机体噪声

4、的相关研究。机体噪声通常可以分成2类，即起落架噪声和增升装置噪声，对于现代大型客机，起落架是最重要的一类机体噪声源[1q]。起落架结构复杂，气流流过起落架会发生流动分离、再附，上游湍流与下游部件非定常相互作用等复杂的流动现象，从而辐射噪声。20世纪70年代末以来，国外率先对起落架噪声的产生机理及降噪方法开展研究。Heller和Dobrzynsk一对一个简化的两轮小车式起落架进行了噪声大小和指向性的测量，并且分析了各个起落架部件对总噪声的贡献，结果表明过顶噪声主要来自于起落架轮胎，而侧边噪声主要来自支撑杆。Guo等∞]在LowSpeedAeroacousticFacility(LSAF)气

5、动声学风洞中对全尺寸B737飞机的主起落架辐射的噪声进行了测量，发现起落架低频、中频和高频噪声分别来自起落架轮胎、主支柱和细小部件。Li等06’71在QinetiQNoiseTestFacility(NTF)风洞中对1／4缩比的A340主起落架进行了测量，并研究了4种不同类型的小车整流罩对宽频噪声的抑制效果。Yokokawa等[81在日本高铁研收稿日期：2016-09-08；退修日期：2016—10—13；录用日期：2016—11-04；网络出版时问：2016—12-2115：20网络出版地址：www．cn¨net／kcms／detail／11．1929．V．20161221．1520．

6、010．html基金项目：国家自然科学基金(11272034)；中欧航空科学与技术合作项目DRAGY*通讯作者．E—mail：lpq@buaa．edu．cn寻l甩橙武t邢字，胡沛演．郭昊．等．简化起落架噪声相似准则及马赫教比锄律[如．航空学报．2017．38(6)：120769．xlNGY．uUPQ．GUoH．eta

7、．slmi

8、arilyruleandMachnumbersca¨ng

9、awforsimpⅢ．酣landinggearnoI∞￡JI．ActaAeronaulicaelAslfonau-ticas．nica，2017．38(6)：

10、20769．120769．1航空学报究风洞对

11、40％缩比的两轮主起落架模型进行了远场噪声测量，发现两轮中间的连接轴区域是最主要的噪声源。Murayama等[9]使用数值模拟方法对该模型噪声进行评估，并比较了不同整流罩的降噪效果。除此以外，部分航空机构[10。”1对起落架噪声进行了大量的研究。国内对飞机或起落架部件的气动噪声研究相对较少。乔渭阳等口43利用噪声辐射的准稳态模型和分布点声源模型对模型飞机起飞和降落时的噪声进行了评估。龙双丽等[15。17]对某型飞机前起落架气动噪声进