飞机机体噪声分析与降噪方法研究概述

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1、第十届全国空气弹性学术交流会CARS．200750038飞机机体噪声分析与降噪方法研究概述张浩驰寒文萍(西北工姚大学航空学院翼型叶栅空气动力学国防科技熏点实验宣，陕西西安7l0072)蓑萎飞规撬嚣嗓声是飞掇设计霍环凌探护瑟戆的覆大鬻题之一，因其楚撩复杂，渗及静学科多，一直暖弓l众多研究者的注意。本文对常规飞机机体噪声的研究进行概述，首先分析了飞机机体噪声的本质和来源，其次对机体噪声的降嗓方法进行了研究，最后对飞机机体噪声未来研究做出了展摄。关麓谣声学；辊体噪声；酶骧方法；概述，0引言目前国内外商用飞机正处在高速发展时期，由于飞机噪声中原先起主要作用的推进系统噪声

2、已经降低到了与机体噪声同等量级的水平，飞机的机体噪声特别是进场时的机体噪声问题就显得越来越突出了。因此，上世纪9e年代以后，匿际航空界纷纷开震飞机机体嗓声的研究工作，其中包括美国NAsA、法国oNEIlA和德国DLR等研究中心、许多著名的大学研究机构以及各大航空工业公司(如波音公司、空中客率公司等)nql。然露，飞机枧体噪声远吃一般噪声复杂，降低枫体噪声是一个多学科交叉的课题，涉及到空气动力学、飞行力学、动力学、声学、材料学、控制技术等多门学科，是一个系统工程，辩要多方努力瞳3。可以预见，机体噪声将成为未来飞机设计和发展过程中的重要障碍。如何认识、预估释藏少飞机

3、机体嗓声对于飞梳设诗+分重要，它的研究水平显示了一个国家的科技水准。本文通过对机体噪声的起源、降噪方法进行综述，希望为我国大飞机研制的噪声问题提供一定的参考。1飞机机体噪声分析1．1飞枕机体噪声的分类飞机噪声是飞机飞行时存在的各种声源的声辐射总和。主要分为两类，即推进系统噪声和机体噪声嘟。懿图王所示，桃体嗓声包括增秀装置(前缘缝翼和厢缘襟翼)噪声、起落架(前起落架和主起落架)噪声、矮缘(干净机翼帮尾翼的后缘)噪声。1．2飞机机体噪声的本质机体嗓声是由予气流流遭飞机表箍弓i起的气流压力扰动产生的，其本质是空气动力噪声，它起因于气体内帮静臆动震量源(单极子嗓声源)、

4、作用力豹空阀梯度(馁极子噪声源)潋及应力张量的变化(四极子噪声源)。气体具有弹性和惯性，前者引起气体反抗压缩，后者袭现出靠动者恒动一缒属性，融于这两个原因，压力脉动在某处发生蕨会传给周凰空气介质，并以声波形式向外传播邀去。一223．第十届全国空气弹性学术交流会CARS．2007500381．3飞机机体噪声的来源当飞机以高速通过空气时，气体的粘性在飞机机体表面引起湍流边界层，在湍流边界层内湍流不断地形成、衰变，沿着流动方向摆动，从而沿着飞机产生一个起伏的压力场，起伏压力场在远场产生宽频带的噪声。因为空气流过飞机机体时涉及的物体尺寸可以从几厘米(如座舱窗口边缘)到数

5、米长(如机翼弦长和机身长度)，因而空气流过机体所诱导的湍流尺度变化也相当显著。宽频带的湍流扰动在远场表现为宽频带的噪声信号，噪声强度则依赖于飞机的基本结构尺寸和气流的流动速度‘引。常规飞机在正常飞行状态(飞机起落架、增升装置回收)时的机体噪声主要由机翼和尾翼的后缘产生，其主要形成的机理是由于湍流边界层流过机翼和尾翼的后缘引起的声波散射。机翼产生的宽频噪声是机体噪声的主要来源之一。在飞机起飞爬升和进场着陆阶段，因为飞机需要增大升力而使用增升装置(前缘缝翼和后缘襟翼)，并且起落架处于放下状态，这时除机翼和尾翼产生的噪声外，由增升装置和着陆装置诱导的湍流产生较强烈的机

6、体噪声分量。许多研究者对各种目前主要的商用飞机在这一阶段的噪声进行了大量的实验研究，包括平面麦克风列阵测量飞机过顶的实验n0’111，以及在NASA的风洞中所作的cRJ一700模型实验n21和欧洲的DNw风洞中所做的A340全机实验n朝，并证实了增升装置和起落架的噪声是这一阶段最主要的机体噪声分量。2机体噪声的降噪方法研究如前所述，飞机机体的噪声源有三个：后缘噪声，它是湍流边界层流过机翼和尾翼后缘引起的声波散射：增升装置噪声，主要是前缘缝翼和后缘襟翼；起落架噪声，源于起落架和支柱表面的压力起伏、机身湍流层流经轮子空腔而产生的扁平体脱落涡。表1给出了不同噪声源降低

7、程度对总声压级厂j墅立罕塾塑竺竿翌竺翌学型型墅罂的贡献(1、2、3分别代表后缘噪声源、增升装置L———’L竺竺二4竺竺L4竺竺L拦噪声源、起落架噪声源，oAsPL是总声压级，sPLI!!!：!!!l!!!!竺!一}!!!!竺!l皇!!!竺!土!兰!竺2是声压级)。可以看出，这些噪声源对机体噪声的总P———4竺——01l_——P———I体噪声水平贡献相当，因此，必须致力于同时降低P———土竺——-L竺——J竺———二L一所有噪声源引起的噪声，才能使总的机体噪声水平P一．L竺一竺．——P竺——_l旦一得到降低。I竺!兰l竺：：!l竺：竺I竺：!I竺：：12．1后缘噪

8、声降噪方法后缘噪声源于湍