Как проверяются уровни шума реактивных двигателей?

Aug 03, 2023

Чувствительные датчики могут измерять шум с точностью до долей децибела.

Испытания являются важной частью разработки авиационных двигателей. Реактивные двигатели проходят комплексную программу испытаний сразу после их изготовления. Функциональные испытания готового двигателя проводятся в три этапа: статические испытания (при неработающем двигателе), стационарные эксплуатационные испытания и летные испытания. В ходе этих испытаний проверяются все системы двигателя, включая гидравлическую, электрическую и систему охлаждения.

Стационарные эксплуатационные испытания проводятся при установленном на стенде двигателе и работающем на рабочих оборотах. Эти испытания обычно проводятся в больших аэродинамических трубах, расположенных на территории или вокруг предприятий по производству двигателей. За это время двигатель также проверяется на шум – значимый параметр работы двигателя.

Сегодняшние самолеты (и двигатели) работают тише, чем когда-либо прежде. Авиационная промышленность работает над достижением экологических целей, целью которых является снижение шума более чем на 50% к 2050 году. Помимо этих проблем, более тихие двигатели также лучше подходят для пассажиров в салоне и жителей, живущих в непосредственной близости от аэропортов. Из-за очень жестких правил в отношении авиационного шума производители точно измеряют шум двигателя во время испытаний.

Вместо подвешивания двигателя в сферической камере используются испытательные камеры безэховой конструкции. Безэховая испытательная камера останавливает отражения или эхо звуковых или электромагнитных волн. Они также часто изолированы от энергии, поступающей из окружающей среды.

Это означает, что детекторы слышат исключительно прямые звуки без эха. Реактивный двигатель, испытанный в таких условиях, имитирует реальные условия эксплуатации снаружи, в свободном поле. Испытательная камера оснащена множеством мощных систем вентиляции и охлаждения.

Устанавливаются совместимые акустические двери, акустические окна, клинья и другие устройства. Испытательная камера также включает в себя соответствующие динамометры и чувствительные микрофоны вокруг двигателя для измерения шума. Эти микрофоны обнаруживают изменения шума двигателя вплоть до долей децибел от низкой до максимальной мощности. Акустика также тщательно контролируется для получения точных и актуальных данных о работе двигателя и вибрации на разных скоростях.

Безэховые камеры, используемые для испытаний реактивных двигателей, имеют значительные размеры и масштабы, поэтому они достаточно сложны для точных измерений. Данные, полученные от приборов, анализируются на предмет соответствия допустимым пределам шума. Производители не только поддерживают максимальный уровень шума двигателей, но и идут дальше, чтобы повысить их производительность. Меньший уровень шума также приводит к уменьшению воздействия на окружающую среду, и это сочетание является отличным преимуществом для клиентов.

Заинтересованы в аналогичном техническом контенте? Ознакомьтесь с разделом полных руководств здесь.

Боковой ветер может дуть поперек направления движения самолета, что затрудняет взлет и посадку. Сильный боковой ветер также может привести к вибрации и повреждению лопастей вентилятора. На испытательном полигоне двигателей в Космическом центре Джона К. Стенниса в Миссисипи взрывы имитировали боковой ветер между двигателями.

Это моделирование бокового ветра позволяет оценить способность двигателя противостоять самым сильным порывам ветра. По данным Роллс-Ройса,

«Впускное отверстие двигателя оснащено чем-то вроде гигантского мяча для гольфа, чтобы гарантировать, что турбулентность приземного воздуха не влияет на шум двигателя».

Ячейка для испытания шума двигателя способна на гораздо большее, чем просто измерение общего частотного спектра и децибел. Они также могут измерять вибрации и отклонения по нескольким осям, моделируя тем самым рабочие условия.

Что вы думаете об испытаниях реактивных двигателей? Расскажите нам в разделе комментариев.

Писатель: Омар — энтузиаст авиации, доктор философии. в аэрокосмической технике. Имея за плечами многолетний технический и исследовательский опыт, Омар стремится сосредоточиться на научно-исследовательской авиационной практике. Помимо работы, Омар увлекается путешествиями, посещением авиационных объектов и наблюдением за самолетами. Базируется в Ванкувере, Канада.