LAGOON起落架缩比模型机轮空腔发声机理试验

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMay252017V01．38No5SSN1000·6893CN11-1929／Vhttp：#hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．caLAGOON起落架缩比模型机轮空腔发声机理试验王骁原，郭昊，邢宇，刘沛清*北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100083摘要：在国际上关于LAG00N(LAndingGearnOisedatabaseforcivilaviationauthorityvalidatiON)起落架

2、的研究中发现，机轮空腔噪声是一个重要的噪声源，为了研究其产生机理，本文以LAGOON模型的1／2缩比模型为试验对象，在北京航空航天大学D5气动声学风洞中进行试验。已有LAGOON模型数值模拟结果表明，过顶和侧边噪声中的纯音噪声与机轮空腔息息相关。并在LAGOON缩比模型试验结果的基础上，利用空腔填充的方法重点展开机轮空腔发声机理研究。通过对比不同填充方式的模型噪声试验，结合已有的半经验公式和前人成果，验证了空腔噪声中纯音噪声的产生机理与机轮空腔的声学共振现象有密切关系。关键词：起落架；气动声学；噪声测量；空腔噪声；

3、填充改造；噪声机理中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000—6893(2017)05—12054909随着航空技术的发展，航空噪声问题逐渐引起了世界的关注，大型客机声学研究已经是一项重要课题[I-3]，而起落架气动噪声研究更是重中之重⋯]。起落架气动噪声机理大致可以分为3部分：由起落架的机轮、轮轴、支柱等钝体结构引起的钝体绕流，在尾流中存在的不稳定大尺度涡的变形和脉动产生了噪声邙3；由于结构本身的复杂性，很多部件会处于上游部件的尾流中，尾流的再附行为同样会引起压力脉动，产生交互噪声[7蜘；起落架中还

4、存在着起落架舱和机轮空腔等空腔结构，因此空腔噪声也是起落架的主要噪声之一。40多年来，NASAEl0‘1“、法国航空空间研究局‘121等研究机构和许多高校口朝以及各大航空公司[]4-163都对起落架降噪技术进行了理论和试验研究[1722]。空客公司联合法国宇航公司、德国宇航公司以及南安普顿大学的LAGOON(LAndingGearnoisedatabaseforcivilaviationauthorityvalidatiON)项目，也是目前起落架降噪研究方面的热点[233。Casalino等[24-25]在I。AG

5、OON模型的数值模拟结果中发现，侧边噪声和过顶噪声中存在多个纯音噪声。经过各工况结果比对以及数据分析，认为这些纯音噪声与机轮空腔有着密切关系。因此有必要从试验的角度来探讨纯音噪声与机轮空腔流动的关系，研究纯音噪声的发声机理，为今后的起落架降噪研究提供参考。空腔噪声比较复杂，其发声机理可以分为4种：第1种是发生于深腔(长度／深度<2)内部的大尺度涡脉动产生的宽频噪声；第2种是空腔离开前缘发生的自由剪切层不稳定性产生的宽频噪声；第3种是空腔内部的自激振荡产生强烈噪声；第4种是空腔附近的噪声源在空腔内部产生驻波，从而产生

6、一个频率由空腔尺寸决定的共振噪收稿日期：2016—06．21；退修日期：2016—09—26；录用日期：2016—11—18；网络出版时间：2016—12—2115：20网络出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／111929V201612211520006．html*通讯作者．E—mail：Ipq@buaa．edu．cn引琨梧武；王骁臻．郭吴．部宇．等iLAGooN起落架缩比模型机轮空腔发声梳理试验[以航空学报，2017，38(5)：120549．WANGxY．GUOH，XINGY．etaliMe

7、chanismtestonacreacousticcharacteristicsofLAGOONlandinggearwheelcavities￡∞．ActaAaronauticaatAstronauticaSinica，2017，38(5)；120549．120549．1航空学报声[26-27]。4种机理产生的噪声之间也存在着相互作用，有可能会形成更强的噪声。中国在起落架噪声空腔研究方面起步较晚，乔渭阳‘283最早用麦克风阵列测量了起落架噪声，此后逐渐展开了针对起落架噪声的数值模拟和试验研究。在数值模拟方面，宁方

8、立[29

9、、龙双丽[30]和胡宁E313等分别对起落架结构部件、单轮起落架和四轮起落架进行过研究，得到了远场指向性图并验证了分离涡与气动噪声的关系。在试验方面，前人已经做过起落架结构部件噪声试验[32I、单轮起落架噪声试验[33]和ARJ客机的进场飞行噪声现场试验[34。3胡等，一定程度上说明了起落架噪声的特性和噪声的产生机理。在空腔噪声方面，多数文献针对起