CN106297763B - 飞机座舱噪声抑制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机座舱噪声抑制系统和方法。飞机座舱噪声抑制系统包括：传声器，所述传声器安装在飞机座舱内，用于测量所述飞机座舱内的噪声水平和特性；噪声抑制发声器，所述噪声抑制发声器安装在飞机蒙皮或飞机结构上，用于发出与飞机噪声相位相反的声音；控制器，所述控制器连接至所述传声器和所述噪声抑制发声器，用于监视所述传声器测得的噪声水平，当所述噪声水平超过预定噪声水平阈值时，所述控制器启动所述噪声抑制发声器，当所述噪声水平低于预定噪声水平阈值时，所述控制器关闭所述噪声抑制发声器。本发明的飞机座舱噪声抑制系统和方法能起到以下有益技术效果：降低飞机座舱内的噪声水平，改善机组人员和乘客的舒适性。

Description

飞机座舱噪声抑制系统和方法

技术领域

本发明涉及飞机座舱噪声抑制系统和方法。

背景技术

由于商用飞机的用途主要是运送乘客，商用飞机舱内环境的舒适是反映商用飞机优劣的重要指标，随着技术的不断进步，人类舒适性指标的多样化，以及民用客机交通工具的逐步普及，舱内噪声水平在民用客机舒适性设计指标中越来越被重视。由于民用客机存在外部气动、发动机、APU、起落架、液压泵等外部声源，又存在空调系统、航电系统、娱乐系统等多个内部声源，同时，发动机吊挂、机身结构、绝热隔声层、座舱内饰、客舱布局等多个系统的设计也影响了民用客机的舱内噪声水平。

国外主要民用客机制造商越来越重视舱内噪声设计，投入大量的资金和人力对舱内噪声控制和集成技术进行研究，降低新型飞机的舱内噪声设计指标，同时，对已有机型进行降噪设计优化，提高各自民用客机型号的市场竞争力。空中客车公司首席执行官法布里斯·布利叶表示：“空中客车公司从创立之日起就一直致力于从源头降低飞机噪声，向市场提供最安静的飞机。一直以来，空中客车通过技术创新在不断提高飞机航程和载客量的同时降低飞机噪声”。

商用飞机的舱内噪声源主要有发动机，气动附面层噪声，环控系统空调组件噪声、压调系统喷流噪声、及空调管内的气动噪声几大噪声源。目前，商用飞机设计中采取的舱内噪声降噪技术主要有优化气动外形，降低飞机外部附面层噪声对舱内噪声的贡献量，在飞机蒙皮与座舱内饰之间铺设绝热隔声层，吸收发动机和外部气动紊流附面层对舱内噪声的贡献量，优化环控系统空调组件涡轮和压气机叶片、在空调管道上加装消声器，从而降低环控系统对舱内噪声的贡献量。

由于飞机有地面待飞、起飞、降落、爬升、巡航等多个状态阶段，不同状态阶段，飞机主要舱内噪声源的声源特性会发生变化，例如，飞机降落阶段，需要将起落架放下，起落架的收起和放下，直接改变了飞机外部的气动噪声，起落架放下后、座舱内的噪声水平会明显增大。除此之外，还有飞机襟翼打开、反推系统打开等多种情况下，飞机的舱内噪声都会明显增大，但由于这些非正常状态的噪声源频谱特性较特殊，且会使舱内噪声在短时间内迅速增加，传统的铺设绝热隔声层的被动降噪方式对这些噪声作用非常小，因此，机组人员和乘客不得不接受舱内噪声增大的事实。

目前，商用飞机采用的舱内噪声降噪措施有加装结构绝热隔声层、加装环控管道消声器、改善飞机气动外形等。

为改善某些工况和状态下的舱内噪声水平，有必要设计一种可以降低特殊工况和状态下舱内噪声水平的飞机座舱噪声抑制系统和方法。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种飞机座舱噪声抑制系统，其可以降低飞机座舱内的噪声水平，改善机组人员和乘客的舒适性。

本发明的以上目的通过一种飞机座舱噪声抑制系统来实现，该飞机座舱噪声抑制系统包括：

传声器，所述传声器安装在飞机座舱内，用于测量所述飞机座舱内的噪声水平和特性；

噪声抑制发声器，所述噪声抑制发声器安装在飞机蒙皮或飞机结构上，用于发出与飞机噪声相位相反的声音；

控制器，所述控制器连接至所述传声器和所述噪声抑制发声器，用于监视所述传声器测得的噪声水平，当所述噪声水平超过预定噪声水平阈值时，所述控制器启动所述噪声抑制发声器，当所述噪声水平低于预定噪声水平阈值时，所述控制器关闭所述噪声抑制发声器。

根据上述技术方案，本发明的飞机座舱噪声抑制系统能起到以下有益技术效果：可以降低飞机座舱内的噪声水平，改善机组人员和乘客的舒适性。

较佳的是，所述噪声抑制发声器安装在所述飞机蒙皮和飞机绝热隔声层之间。

较佳的是，所述传声器安装在飞机座舱内需要控制舱内噪声水平的区域。

较佳的是，本发明的飞机座舱噪声抑制系统还包括手动控制按钮，所述手动控制按钮连接至所述噪声抑制发声器，用于手动启动或关闭所述噪声抑制发声器。

较佳的是，本发明的飞机座舱噪声抑制系统还包括工况自启器，所述工况自启器连接至所述噪声抑制发声器，用于当飞机进入噪声较大的预定工况时，自动启动所述噪声抑制发声器。

较佳的是，所述噪声抑制发声器直接发出与飞机噪声相位相反的声音或借助激励飞机蒙皮振动而发出与飞机噪声相位相反的声音。

本发明的以上目的还通过一种飞机座舱噪声抑制方法来实现，该飞机座舱噪声抑制方法包括：

利用安装在飞机座舱内的传声器测量所述飞机座舱内的噪声水平和特性；

监视所述传声器测得的噪声水平；

当所述噪声水平超过预定噪声水平阈值时，启动安装在飞机蒙皮或飞机结构上的噪声抑制发声器以发出与飞机噪声相位相反的声音，当所述噪声水平低于预定噪声水平阈值时，关闭所述噪声抑制发声器。

根据上述技术方案，本发明的飞机座舱噪声抑制方法能起到以下有益技术效果：可以降低飞机座舱内的噪声水平，改善机组人员和乘客的舒适性。

较佳的是，所述噪声抑制发声器安装在所述飞机蒙皮和飞机绝热隔声层之间。

较佳的是，所述传声器安装在飞机座舱内需要控制舱内噪声水平的区域。

较佳的是，本发明的飞机座舱噪声抑制方法还包括：手动启动或关闭所述噪声抑制发声器。

较佳的是，本发明的飞机座舱噪声抑制方法还包括：当飞机进入噪声较大的预定工况时，自动启动所述噪声抑制发声器。

较佳的是，所述噪声抑制发声器直接发出与飞机噪声相位相反的声音或借助激励飞机蒙皮振动而发出与飞机噪声相位相反的声音。

附图说明

图1是本发明一实施例的飞机座舱噪声抑制系统的示意图；

图2是本发明一实施例的飞机座舱噪声抑制系统的运行原理图；

图3是本发明一实施例的飞机座舱噪声抑制系统中的噪声抑制发声器的安装示意图。

附图标记列表

1、传声器

2、控制器

3、飞机蒙皮

4、飞机结构

5、噪声抑制发声器

6、噪声

7、与噪声相位相反的声音

8、手动控制按钮

9、飞机绝热隔声层

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1是本发明一实施例的飞机座舱噪声抑制系统的示意图。图2是本发明一实施例的飞机座舱噪声抑制系统的运行原理图。图3是本发明一实施例的飞机座舱噪声抑制系统中的噪声抑制发声器的安装示意图。

如图1和2所示，根据本发明的一实施例，飞机座舱噪声抑制系统包括：

传声器1，传声器1安装在飞机座舱内，用于测量飞机座舱内的噪声水平和特性；

噪声抑制发声器5，噪声抑制发声器5安装在飞机蒙皮3或飞机结构4上，用于发出与飞机噪声6相位相反的声音7；

控制器2，控制器2连接至传声器1和噪声抑制发声器5，用于监视传声器1测得的噪声水平，当噪声水平超过预定噪声水平阈值时，控制器2启动噪声抑制发声器5，当噪声水平低于预定噪声水平阈值时，控制器2关闭噪声抑制发声器5。

这样，可以降低飞机座舱内的噪声水平，改善机组人员和乘客的舒适性。

具体地说，本发明可以降低飞机座舱内的噪声水平，可以消除某些绝热隔声层、消声器等被动降噪部件无法消除的噪声，改善机组人员的通话清晰度，降低座舱内的噪声，改善乘务员、乘客的舒适度。

较佳的是，如图3所示，噪声抑制发声器5安装在飞机蒙皮3和飞机绝热隔声层9之间。即，噪声抑制发声器5安装在飞机蒙皮3的内侧，飞机绝热隔声层9的外侧。

较佳的是，传声器1安装在飞机座舱内需要控制舱内噪声水平的区域，例如，驾驶舱、客舱、乘务员服务区等。

较佳的是，传声器1测量驾驶舱、客舱、乘务员服务区等舱段的噪声水平，以及主要舱内噪声源传递路径上的噪声特性。同时，传声器1还可以获得各个噪声源的频谱特性，将测得的舱内噪声水平和声源频谱特性反馈给控制器2。

较佳的是，控制器2根据测得舱内噪声水平决定是否开启噪声抑制发声器5。若舱内噪声水平、语音干扰级、声品质等参数达到或超过某一上限值，控制器2自动开启噪声抑制发声器5，抑制主要声源向舱内的传播。

较佳的是，飞机座舱噪声抑制系统还包括手动控制按钮8，手动控制按钮8连接至噪声抑制发声器5，用于手动启动或关闭噪声抑制发声器5。也就是说，机组人员和/或乘客可以根据自身或他人的舱内噪声感受，通过控制手动控制按钮8手动启动或关闭噪声抑制发声器5。

较佳的是，噪声抑制发声器5根据传声器1检测到的噪声频谱特性，发出相位相反的声音频谱，抵消飞机外部噪声向内部的传递能量，降低舱内噪声水平。

较佳的是，控制器2根据舱内噪声的声学特性控制噪声抑制发声器5(例如扬声器)的发声量和所发抑制声的声学特性，从而达到抑制舱内噪声的目的。

或者，代替扬声器，噪声抑制发声器5包括致动器，控制器2根据舱内噪声的声学特性控制致动器对飞机蒙皮的激振量，从而达到抑制舱内噪声的目的。

较佳的是，飞机座舱噪声抑制系统还包括工况自启器(未示出)，工况自启器连接至噪声抑制发声器5，用于当飞机进入噪声较大的预定工况时，自动启动噪声抑制发声器5。

也就是说，飞机座舱噪声抑制系统可以借助工况自启器，根据飞机在各种工况下的舱内噪声水平和特性，确定噪声抑制发声器5(例如扬声器)在各种工况下的发声量和发声特性，或确定致动器对飞机蒙皮的激振量，当飞机进入某些噪声较大的工况后，自动启动噪声抑制发声器5，不需传声器1检测舱内噪声水平和舱内噪声特性。

较佳的是，噪声抑制发声器5包括扬声器，当噪声抑制发声器开启时，该扬声器直接发出与飞机噪声相位相反的声音，从而抵消飞机外部噪声向内部的传递能量，降低舱内噪声水平。

或者，代替扬声器，噪声抑制发声器5包括致动器，当噪声抑制发声器开启时，该致动器激励飞机蒙皮振动而发出与飞机噪声相位相反的声音，从而抵消飞机外部噪声向内部的传递能量，降低舱内噪声水平。

根据本发明的一实施例，飞机座舱噪声抑制方法包括：

利用安装在飞机座舱内的传声器1测量飞机座舱内的噪声水平和特性；

监视传声器1测得的噪声水平；

当噪声水平超过预定噪声水平阈值时，启动安装在飞机蒙皮3或飞机结构4上的噪声抑制发声器5以发出与飞机噪声6相位相反的声音7，当噪声水平低于预定噪声水平阈值时，关闭噪声抑制发声器5。

较佳的是，噪声抑制发声器5安装在飞机蒙皮3和飞机绝热隔声层9之间。

较佳的是，传声器1安装在飞机座舱内需要控制舱内噪声水平的区域。

较佳的是，飞机座舱噪声抑制方法还包括：手动启动或关闭噪声抑制发声器5。

较佳的是，飞机座舱噪声抑制方法还包括：当飞机进入噪声较大的预定工况时，自动启动噪声抑制发声器5。

较佳的是，噪声抑制发声器直接发出与飞机噪声相位相反的声音或借助激励飞机蒙皮振动而发出与飞机噪声相位相反的声音。

以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本领域技术人员将会理解，上述具体实施方式并不构成对本发明的限制，本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改，而不超出本发明的范围。

Claims (8)

1.一种飞机座舱噪声抑制系统，包括：

传声器，所述传声器安装在飞机座舱内，用于测量所述飞机座舱内的噪声水平和特性；

噪声抑制发声器，所述噪声抑制发声器安装在飞机蒙皮或飞机结构上，用于发出与飞机噪声相位相反的声音；

控制器，所述控制器连接至所述传声器和所述噪声抑制发声器，用于监视所述传声器测得的噪声水平，当所述噪声水平超过预定噪声水平阈值时，所述控制器启动所述噪声抑制发声器，当所述噪声水平低于预定噪声水平阈值时，所述控制器关闭所述噪声抑制发声器；

其中，所述噪声抑制发声器安装在所述飞机蒙皮和飞机绝热隔声层之间，所述噪声抑制发声器借助激励飞机蒙皮振动而发出与飞机噪声相位相反的声音。

2.如权利要求1所述的飞机座舱噪声抑制系统，其特征在于，所述传声器安装在飞机座舱内需要控制舱内噪声水平的区域。

3.如权利要求1所述的飞机座舱噪声抑制系统，其特征在于，还包括手动控制按钮，所述手动控制按钮连接至所述噪声抑制发声器，用于手动启动或关闭所述噪声抑制发声器。

4.如权利要求1所述的飞机座舱噪声抑制系统，其特征在于，还包括工况自启器，所述工况自启器连接至所述噪声抑制发声器，用于当飞机进入噪声较大的预定工况时，自动启动所述噪声抑制发声器。

5.一种飞机座舱噪声抑制方法，包括：

利用安装在飞机座舱内的传声器测量所述飞机座舱内的噪声水平和特性；

监视所述传声器测得的噪声水平；

当所述噪声水平超过预定噪声水平阈值时，启动安装在飞机蒙皮或飞机结构上的噪声抑制发声器以发出与飞机噪声相位相反的声音，当所述噪声水平低于预定噪声水平阈值时，关闭所述噪声抑制发声器；

其中，所述噪声抑制发声器安装在所述飞机蒙皮和飞机绝热隔声层之间，所述噪声抑制发声器借助激励飞机蒙皮振动而发出与飞机噪声相位相反的声音。

6.如权利要求5所述的飞机座舱噪声抑制方法，其特征在于，所述传声器安装在飞机座舱内需要控制舱内噪声水平的区域。

7.如权利要求5所述的飞机座舱噪声抑制方法，其特征在于，还包括：手动启动或关闭所述噪声抑制发声器。

8.如权利要求5所述的飞机座舱噪声抑制方法，其特征在于，还包括：当飞机进入噪声较大的预定工况时，自动启动所述噪声抑制发声器。