CN111337264A - 一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于飞机降噪结构设计技术领域，特别涉及一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，包括如下步骤：将一侧安装有消声短舱的飞机本体设置在预定的测试环境中；以距第一涡扇发动机中心第一预定距离的地面上，将多个第一传感器布置成半圆形；在距离第一涡扇发动机轴线在地面投影的第二预定距离的地面上，将多个第二传感器布置成直线型；在飞机本体机身结构外表面和内侧对应位置处，对称布置多个第三传感器；启动第一涡扇发动机进行测试。本申请的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，不仅能够掌握发动机进口辐射噪声的降低量，对外部环境的影响，更直观得到声衬设计对舱内噪声的影响，评估短舱的消声效果。
Description
技术领域
本申请属于飞机降噪结构设计技术领域，特别涉及一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法。
背景技术
涡扇发动机是当前飞机设计中常用的动力装置类型，飞机飞行过程中，发动机作为主要外部噪声源之一，其噪声大小将直接影响飞机客舱噪声控制难度及舱内噪声水平。随着人们对乘坐舒适性的要求提高，常常需要设计消声短舱，以降低发动机进口噪声对飞机舱内及周围环境的影响。对于消声短舱的实际降噪效果，一般由发动机供应商提供，或自主设计，并进行验证，目前尚未有标准的测试方法，验证其消声效果。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法。
本申请公开了一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，包括如下步骤：
步骤一、将飞机本体设置在预定的测试环境中，其中，所述飞机本体的一侧具有第一涡扇发动机，另一侧具有第二涡扇发动机，所述第一涡扇发动机上安装有消声短舱；
步骤二、在所述飞机本体的第一涡扇发动机的一侧，以所述第一涡扇发动机中心在地面的投影为中心，在距所述中心第一预定距离的地面上，将多个第一传感器布置成半圆形；
步骤三、在距离所述第一涡扇发动机轴线在地面投影的第二预定距离的地面上，将多个第二传感器布置成直线型，其中，所述第二预定距离大于所述第一预定距离；
步骤四、在所述第一涡扇发动机中心线高度的飞机本体机身结构外表面和内侧对应位置处，分别均匀布置多个第三传感器，且内外侧第三传感器对称分布；
步骤五、启动所述第一涡扇发动机，并模拟飞机飞行过程中的预定使用状态，通过布置的第一传感器、第二传感器以及第三传感器进行测试。
根据本申请的至少一个实施方式，所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，还包括：
步骤六、在步骤五测试结束后，参照所述步骤二至步骤四中的传感器布置方式，在所述飞机本体的第二涡扇发动机的一侧，布置对应的第一传感器、第二传感器以及第三传感器；
步骤七、启动所述第二涡扇发动机，并模拟飞机飞行过程中的预定使用状态，通过该侧布置的第一传感器、第二传感器以及第三传感器进行测试；
步骤八、将步骤五和步骤七得到的测试结果进行比对，以确定所述消声短舱的降噪效果。
根据本申请的至少一个实施方式，所述预定的测试环境包括：
平坦的开敞区域，地面为混凝土面，且周围无其它反射面和吸声体。
根据本申请的至少一个实施方式，在所述步骤二和步骤六中，正对所述第一涡扇发动机和第二涡扇发动机进气口和排气口位置不布置传感器。
根据本申请的至少一个实施方式，所述步骤二、步骤三中的第一传感器、第二传感器，均指向所述第一涡扇发动机；
所述步骤六中的第一传感器、第二传感器均指向所述第二涡扇发动机。
根据本申请的至少一个实施方式，所述步骤四中的第三传感器外部位于发动机之前的指向后，外部位于发动机之后的指向前，内部指向机身蒙皮；
所述步骤六中的第三传感器方向与步骤四的方向相同。
根据本申请的至少一个实施方式，所述第三传感器为平面测试传感器。
本申请至少存在以下有益技术效果：
本申请的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，不仅能够掌握发动机进口辐射噪声的降低量，对外部环境的影响，对于更关注舱内噪声水平的情况下，可更直观得到声衬设计对舱内噪声的影响，评估短舱的消声效果。
附图说明
图1是本申请针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法的其中一种测试实例的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
下面结合附图1对本申请的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法做进一步详细说明。
本申请公开了一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，可以包括如下测量传感器的布置以及涡扇发动机地面开车功率测试；
首先，测量传感器布置具体包括如下步骤一至步骤四；
步骤一、将飞机本体设置在预定的测试环境中，其中，飞机本体的一侧具有第一涡扇发动机21，另一侧具有第二涡扇发动机22，所述第一涡扇发动机21上安装有消声短舱23。
需要说明的是，预定的测试环境可以根据需要进行适合的选择，本实施例中，是将装有消声短舱的飞机停放在平坦的开敞区域，地面为混凝土面，周围无其它大的反射面和吸声体。
步骤二、在飞机本体1的第一涡扇发动机21的一侧，以第一涡扇发动机21中心在地面的投影为中心，在距中心第一预定距离R的地面上，将多个第一传感器31布置成半圆形。其中，第一预定距离R是根据需要选择的安全距离；并且，各第一传感器31之间的间距可以根据需要布置；进一步，为安全起见，正对第一涡扇发动机21(后续步骤六中，是正对第二涡扇发动机22)进气口和排气口位置不布置传感器。
步骤三、在距离第一涡扇发动机21轴线在地面投影的第二预定距离L的地面上，将多个第二传感器32布置成直线型，其中，第二预定距离L大于所述第一预定距离R；同样，第二预定距离L是根据需要选择的安全距离；并且，各第二传感器32之间的间距同样可以根据需要布置。
步骤四、在第一涡扇发动机21中心线高度的飞机本体1机身结构外表面和内侧对应位置处，分别均匀布置多个第三传感器33，且内外侧第三传感器33对称分布；同样，各第三传感器33之间的间距可以根据需要布置，例如间隔2m左右。
接着，进入涡扇发动机地面开车功率测试阶段，具体可以包括如下步骤五：
步骤五、启动第一涡扇发动机21，并模拟飞机飞行过程中的预定使用状态，通过布置的第一传感器31、第二传感器32以及第三传感器33进行测试，从而根据测量结果评估短舱的消声效果。
需要说明的是，对于涡扇发动机，可分为进口噪声和出口噪声，发动机不同推力状态下，噪声辐射频率及噪声幅值有很大差别。为掌握消声短舱的实际消声效果，需要考虑的发动机开车状态，即应考虑飞机在飞行过程中的涡扇发动机使用状态，例如包括：起飞功率、爬升功率、巡航功率、下降功率等；在安全条件允许的情况下，在地面状态相应功率下，进行发动机开车测试，模拟对应状态下短舱消声效果，从而直接得出涡扇发动机入口噪声及机身表面噪声载荷。
综上所述，本申请的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，不仅能够掌握发动机进口辐射噪声的降低量，对外部环境的影响，对于更关注舱内噪声水平的情况下，可更直观得到声衬设计对舱内噪声的影响，评估短舱的消声效果。
进一步，本申请的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法中，为得到更为你准确的消声效果测量结果，还可以包括消声效果确定步骤，具体的可以包括如下步骤六至步骤八：
步骤六、在上述步骤五测试结束后(即第一涡扇发动机21停止)，参照步骤二至步骤四中的传感器布置方式，在飞机本体1的第二涡扇发动机22的一侧，布置对应的第一传感器31、第二传感器32以及第三传感器33，具体布置方式此处不再赘述。
步骤七、启动第二涡扇发动机22，并模拟飞机飞行过程中的预定使用状态(即上述起飞功率、爬升功率、巡航功率、下降功率等状态)，通过该侧布置的第一传感器31、第二传感器32以及第三传感器33进行测试。
步骤八、将步骤五和步骤七得到的测试结果进行比对，以确定准确的消声短舱23的降噪效果。
综上，为进一步准确确定消声短舱的降噪效果，可在飞机另一侧同样位置布置传感器，测量未装消声声衬的噪声特性；且两次测量应分别进行，以免互相干扰，影响测试结果。
进一步，本申请的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法的一个优选实施例中，对传感器的布置(地面和机身上)进行如下优化：
在步骤二、步骤三中的第一传感器31、第二传感器32，均指向第一涡扇发动机21(即噪声源)；另外，步骤六中的第一传感器31、第二传感器32均指向第二涡扇发动机22。
进一步，优选步骤四中的第三传感器33外部位于发动机之前的指向后，外部位于发动机之后的指向前，内部指向机身蒙皮；
所述步骤六中的第三传感器(33)方向与步骤四的方向相同。
当然，在其他优选实施例中，可以将第三传感器33选择为平面测试传感器，则不用考虑指向性问题。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将飞机本体(1)设置在预定的测试环境中，其中，所述飞机本体(1)的一侧具有第一涡扇发动机(21)，另一侧具有第二涡扇发动机(22)，所述第一涡扇发动机(21)上安装有消声短舱(23)；
步骤二、在所述飞机本体(1)的第一涡扇发动机(21)的一侧，以所述第一涡扇发动机(21)中心在地面的投影为中心，在距所述中心第一预定距离的地面上，将多个第一传感器(31)布置成半圆形；
步骤三、在距离所述第一涡扇发动机(21)轴线在地面投影的第二预定距离的地面上，将多个第二传感器(32)布置成直线型，其中，所述第二预定距离大于所述第一预定距离；
步骤四、在所述第一涡扇发动机(21)中心线高度的飞机本体(1)机身结构外表面和内侧对应位置处，分别均匀布置多个第三传感器(33)，且内外侧第三传感器(33)对称分布；
步骤五、启动所述第一涡扇发动机(21)，并模拟飞机飞行过程中的预定使用状态，通过布置的第一传感器(31)、第二传感器(32)以及第三传感器(33)进行测试。
2.根据权利要求1所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，其特征在于，还包括：
步骤六、在步骤五测试结束后，参照所述步骤二至步骤四中的传感器布置方式，在所述飞机本体(1)的第二涡扇发动机(22)的一侧，布置对应的第一传感器(31)、第二传感器(32)以及第三传感器(33)；
步骤七、启动所述第二涡扇发动机(22)，并模拟飞机飞行过程中的预定使用状态，通过该侧布置的第一传感器(31)、第二传感器(32)以及第三传感器(33)进行测试；
步骤八、将步骤五和步骤七得到的测试结果进行比对，以确定所述消声短舱(23)的降噪效果。
3.根据权利要求1所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，其特征在于，所述预定的测试环境包括：
平坦的开敞区域，地面为混凝土面，且周围无其它反射面和吸声体。
4.根据权利要求1所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，在所述步骤二和步骤六中，正对所述第一涡扇发动机(21)和第二涡扇发动机(22)进气口和排气口位置不布置传感器。
5.根据权利要求4所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，所述步骤二、步骤三中的第一传感器(31)、第二传感器(32)，均指向所述第一涡扇发动机(21)；
所述步骤六中的第一传感器(31)、第二传感器(32)均指向所述第二涡扇发动机(22)。
6.根据权利要求1所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，所述步骤四中的第三传感器(33)外部位于发动机之前的指向后，外部位于发动机之后的指向前，内部指向机身蒙皮；
所述步骤六中的第三传感器(33)方向与步骤四的方向相同。
7.根据权利要求1所述的针对涡扇发动机消声短舱的地面开车测试方法，所述第三传感器(33)为平面测试传感器。
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| CN103175699A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 轨道车辆噪声传播途径测试方法 |
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| 杨野，王良峰，,杨党国: "典型轴流对转风机噪声测量与实验研究", 《风机技术》 * |
| 董宁娟， 潘凯， 陈琼: "飞机发动机噪声测试实验室研究", 《振动工程学报》 * |
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