CN111591458B - 一种螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于航空声学技术领域，特别涉及一种螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法。本申请从飞机设计流程出发，通过预计螺旋桨噪声、飞机气动噪声，论证舱内噪声指标并进行初步设计，然后开展螺旋桨噪声风洞试验、飞机气动噪声风洞试验，并建立详细预计模型，对螺旋桨噪声和飞机气动噪声沿机身的分布进行仿真计算，在此基础上，建立飞机舱内噪声详细模型，对详细设计方案进行评估与优化设计，并对实际飞机进行地面和飞行噪声测试，进一步优化详细设计方案，完成了螺旋桨飞机舱内噪声控制设计，提高了飞机座舱的驾乘舒适性。

Description

一种螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法
技术领域
本申请属于航空声学技术领域，特别涉及一种螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法。
背景技术
飞机舱内噪声控制设计是一项系统工程，与飞机飞行速度、发动机工况、座舱内机载系统等密切相关.影响舱内噪声的来源多，传递路径复杂，设计难度大。亟需建立一套完备的舱内噪声控制设计技术，系统地开展飞机舱内噪声控制设计，改善舱内声学环境，提高驾乘人员的舒适性。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法，实现螺旋桨飞机舱内噪声设计。
本申请螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法主要包括：
确定各观测点位置处的螺旋桨噪声；
确定各观测点位置处的气动噪声；
在气动噪声和螺旋桨噪声作用下，考虑飞机舱壁噪声传递损失，进行隔声设计，获得第一设计方案；
利用螺旋桨飞机舱内噪声工程预计的传递矩阵法，根据飞机结构及声学材料的声学特征参数，进行舱内噪声预计，得到第一设计方案的降噪效果预计结论；
为进一步获取高精度螺旋桨噪声试验数据，设计螺旋桨缩比模型，进行螺旋桨噪声风洞试验，测试螺旋桨噪声，推演全尺寸螺旋桨噪声，并建立螺旋桨噪声预计与分析模型，计算螺旋桨噪声沿机身分布特性；
为进一步获取高精度气动噪声试验数据，设计飞机缩比模型，进行飞机气动噪声风洞试验，测试飞机气动噪声，推演全尺寸飞机气动噪声，并建立飞机气动噪声预计与分析模型，计算飞机气动噪声沿机身分布特性；
根据螺旋桨噪声与飞机气动噪声线性叠加效应，基于所述螺旋桨噪声和气动噪声试验结果，对所述第一设计方案进行优化，包括声学材料的敷设种类、敷设位置、敷设厚度等，得到第二设计方案，根据第二设计方案对螺旋桨飞机舱内噪声进行仿真评估。
优选的是，根据螺旋桨发动机功率、螺旋桨转速、螺旋桨桨叶直径、桨叶数、环境温度、螺旋桨翼尖距飞机机身距离、螺旋桨平面位置、观测点位置参数确定各螺旋桨观测点位置处的螺旋桨噪声。
优选的是，根据观测点相对于飞机的位置，计算各螺旋桨观测点位置处的气动噪声。
优选的是，获得得到第二设计方案之后，进一步包括建立舱内噪声分析模型，进行飞机舱内噪声预计与评估，开展优化设计；
对实际飞机进行地面与飞行状态下座舱内外噪声测试，校核噪声分析模型，并根据测试的舱外噪声结果，完善螺旋桨噪声和气动噪声试验数据，对所述第二设计方案进行优化设计，得到第三设计方案。在此基础上，将第三设计方案在飞机舱内实施，并进行飞行试验，以验证第三设计方案的降噪效果，并作为最终舱内噪声控制方案。
优选的是，所述进行隔声设计包括通过隔声材料或隔声结构使各舱内观测点位置处的噪声满足设计要求。
本发明从飞机设计流程出发，通过预计螺旋桨噪声、飞机气动噪声，论证舱内噪声指标并进行初步设计，然后开展螺旋桨噪声风洞试验、飞机气动噪声风洞试验，并建立详细预计模型，对螺旋桨噪声和飞机气动噪声沿机身的分布进行仿真计算，在此基础上，建立飞机舱内噪声详细模型，对详细设计方案进行评估与优化设计，并对实际飞机进行地面和飞行噪声测试，进一步优化详细设计方案，完成了螺旋桨飞机舱内噪声控制设计，提高了飞机座舱的驾乘舒适性。
附图说明
图1为本申请螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法的设计流程图；
图2为观测点螺旋桨噪声结果；
图3为观测点飞机气动噪声结果；
图4为舱内噪声初步预计结果；
图5为舱内噪声详细预计结果；
图6为舱内噪声飞行测试结果。
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方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，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方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法，如图1所示，主要包括：
确定各螺旋桨观测点位置处的螺旋桨噪声；观测点螺旋桨噪声计算结果如图2所示。
确定各螺旋桨观测点位置处的气动噪声；观测点飞机气动噪声如图3所示。
本实施例中，各螺旋桨观测点根据实际情况布置，例如以设定距离为半径在地面上周向布置一圈测点进行噪声测试。
在气动噪声和螺旋桨噪声作用下，考虑飞机舱壁噪声传递损失，进行隔声设计，获得第一设计方案。
利用螺旋桨飞机舱内噪声工程预计的传递矩阵方法，进行舱内噪声预计；舱内噪声初步预计结果如图4所示。
为进一步获取高精度螺旋桨噪声试验数据，设计螺旋桨缩比模型，进行螺旋桨噪声风洞试验，测试螺旋桨噪声，推演全尺寸螺旋桨噪声，并建立螺旋桨噪声预计与分析模型，计算螺旋桨噪声沿机身分布特性；
为进一步获取高精度气动噪声试验数据，设计飞机缩比模型，进行飞机气动噪声风洞试验，测试飞机气动噪声，推演全尺寸飞机气动噪声，并建立飞机气动噪声预计与分析模型，计算飞机气动噪声沿机身分布特性；根据螺旋桨噪声与飞机气动噪声线性叠加效应，基于所述螺旋桨噪声和气动噪声试验结果，对所述第一设计方案进行优化，包括声学材料的敷设种类、敷设位置、敷设厚度等，得到第二设计方案，根据第二设计方案对螺旋桨飞机舱内噪声进行仿真评估，利用第二设计方案对舱内噪声进行初步控制。
在一些可选实施方式中，根据螺旋桨发动机功率、螺旋桨转速、螺旋桨桨叶直径、桨叶数、环境温度、螺旋桨翼尖距飞机机身距离、螺旋桨平面位置、观测点位置参数确定各螺旋桨观测点位置处的螺旋桨噪声。
在一些可选实施方式中，根据观测点相对于飞机的位置，计算各螺旋桨观测点位置处的气动噪声。
在一些可选实施方式中，获得得到第二设计方案之后，进一步包括建立舱内噪声分析模型，进行飞机舱内噪声预计与评估，开展优化设计；舱内噪声详细预计结果如图5所示。
对实际飞机进行地面与飞行座舱内外噪声测试，校核噪声分析模型，并对所述第二设计方案进行优化设计，得到第三设计方案。在此基础上，将第三设计方案在飞机舱内实施，并进行飞行试验，以验证第三设计方案的降噪效果，并作为最终舱内噪声控制方案。舱内噪声飞行测试结果如图6所示。
在一些可选实施方式中，所述进行隔声设计包括通过隔声材料或隔声结构使各螺旋桨观测点位置处的噪声降到标准以下。
本发明从飞机设计流程出发，通过预计螺旋桨噪声、飞机气动噪声，论证舱内噪声指标并进行初步设计，然后开展螺旋桨噪声风洞试验、飞机气动噪声风洞试验，并建立详细预计模型，对螺旋桨噪声和飞机气动噪声沿机身的分布进行仿真计算，在此基础上，建立飞机舱内噪声详细模型，对详细设计方案进行评估与优化设计，并对实际飞机进行地面和飞行噪声测试，进一步优化详细设计方案，完成了螺旋桨飞机舱内噪声控制设计，提高了飞机座舱的驾乘舒适性。
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 (2)

1.一种螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法，其特征在于，包括：
根据螺旋桨发动机功率、螺旋桨转速、螺旋桨桨叶直径、桨叶数、环境温度、螺旋桨翼尖距飞机机身距离、螺旋桨平面位置、观测点位置参数确定各观测点位置处的螺旋桨噪声；
根据观测点相对于飞机的位置，计算各观测点位置处的气动噪声；
在气动噪声和螺旋桨噪声作用下，考虑飞机舱壁噪声传递损失，进行隔声设计，获得第一设计方案；
利用螺旋桨飞机舱内噪声工程预计的传递矩阵法，根据飞机结构及声学材料的声学特征参数，进行舱内噪声预计；
设计螺旋桨缩比模型，进行螺旋桨噪声风洞试验，测试螺旋桨噪声，并推演全尺寸螺旋桨噪声，通过仿真模型计算螺旋桨噪声沿机身分布特性；
设计飞机缩比模型，进行飞机气动噪声风洞试验，测试飞机气动噪声，并推演全尺寸飞机气动噪声，通过仿真模型计算飞机气动噪声沿机身分布特性；
根据螺旋桨噪声与飞机气动噪声线性叠加效应，对所述第一设计方案进行优化，包括声学材料的敷设种类、敷设位置、敷设厚度，得到第二设计方案，根据第二设计方案对螺旋桨飞机舱内噪声进行仿真评估，包括建立舱内噪声分析模型，进行飞机舱内噪声预计与评估，开展优化设计；
对实际飞机进行地面与飞行座舱内外噪声测试，校核噪声分析模型，并对所述第二设计方案进行优化设计。
2.如权利要求1所述的螺旋桨飞机舱内噪声控制设计方法，其特征在于，所述进行隔声设计包括通过隔声材料或隔声结构使各舱内观测点位置处的噪声满足设计要求。
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