Наземные стендовые испытания плоского сопла с шумоглушением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Важность шума струи для перспективного сверхзвукового гражданского самолета (СГС) на режимах взлета и набора высоты диктует необходимость разработки методов снижения шума струи и их последующей валидации в крупномасштабных и натурных испытаниях. В данной работе приводятся результаты первых в российской практике наземных акустических испытаний плоского сопла с системой шумоглушения, которое устанавливается на двигатель дозвукового самолета – демонстратора технологии. Было рассмотрено плоское косое сопло с эжектором и экранами – элементами планера СГС. Проведено сравнение результатов испытаний для трех вариантов геометрии сопла: круглого сопла, соответствующего измерениям для исходного двигателя без модификаций, плоского сопла без экранов и плоского сопла с экранами. Было получено, что при использовании плоского сопла без экранов имеется два противоположных эффекта: усиление шума по сравнению с круглым соплом для углов наблюдения, близких к оси струи, и ослабление шума при углах наблюдения, близких к плоскости вращения вентилятора. Установка экранов приводит к усилению шума на величину до 5 дБ в области низких частот менее 150 Гц и снижению шума на величину 2 дБ для частот 250 Гц и выше. Оценка шума на местности в метрике EPNL показала, что применение данного плоского сопла с системой шумоглушения приводит к эффекту снижения шума на местности по сравнению с исходным круглым соплом.

Об авторах

И. В. Беляев

Центральный аэрогидродинамический институт

Email: ivan.belyaev@tsagi.ru
Россия, Москва

С. Ю. Макашов

Центральный аэрогидродинамический институт

Email: ivan.belyaev@tsagi.ru
Россия, Москва

М. Ю. Зайцев

Центральный аэрогидродинамический институт

Email: ivan.belyaev@tsagi.ru
Россия, Москва

В. Г. Юдин

Центральный аэрогидродинамический институт

Email: ivan.belyaev@tsagi.ru
Россия, Москва

А. В. Потапов

Центральный аэрогидродинамический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivan.belyaev@tsagi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Matthes S., Lee D.S., De Leon R.R., Lim L., Owen B., Skowron A., Thor R.N., Terrenoire E. Review: The Effects of Supersonic Aviation on Ozone and Climate // Aerospace. 2022. V. 9(1). P. 41.
  2. Руденко О.В., Маков Ю.Н. Звуковой удар: от физики нелинейных волн до акустической экологии (обзор) // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 1. С. 3–30.
  3. Knobloch K., Manoha E., Atinault O., Barrier R., Polacsek C., Lorteau M., Enghardt L. Future Aircraft and the Future of Aircraft Noise // Aviation Noise Impact Management. 2022. P. 117–139. Springer, Cham.
  4. Connecting the World through Environmentally Responsible Supersonic Flight // ICAO Environmental Report 2022. 2022. P. 63–66.
  5. Papamoschou D., Debiasi M. Conceptual development of quiet turbofan engines for supersonic aircraft // J. Propuls. Power. 2003. V. 19. P. 161–169.
  6. Kopiev V.F., Belyaev I.V., Dunaevsky A.I., Poukhov A.A., Trofimovsky I.L. On the Fundamental Possibility of a Supersonic Civil Aircraft to Comply with ICAO Noise Requirements Using Existing Technologies // Aerospace. 2022. V. 9. P. 187.
  7. Кузнецов В.М. Эффективность методов снижения шума реактивных струй двигателей пассажирских самолетов // Акуст. журн. 2010. Т. 56. С. 91–102.
  8. Беляев И.В., Горбовской В.С., Кажан А.В., Фараносов Г.А. Снижение шума высокоскоростной струи двигателя сверхзвукового гражданского самолета по результатам акустических испытаний модели плоского сопла в заглушенной камере АК-2 ЦАГИ // Докл. Рос. Академии наук. Физика, техн. науки. 2022. Т. 506(1). С. 47–56.
  9. Salehian S., Mankbadi R.R. Jet Noise in Airframe Integration and Shielding // Appl. Sci. 2020. V. 10. P. 511.
  10. Денисов С.Л., Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. Использование корреляционной модели случайных квадрупольных источников для расчета эффективности экранирования шума турбулентной струи на основе геометрической теории дифракции // Акуст. журн. 2020. Т. 66(5). С. 540–555.
  11. Broadbent E.G. Noise shielding for aircraft // Prog. Aerosp. Sci. 1976. V. 17. P. 231–268.
  12. ICAO. Environmental Protection. In Annex 16 to the Convention on International Civil Aviation, 8th ed. V. I: Aircraft Noise. ICAO: Montreal, QC, Canada, 2017.
  13. Van Oosten N. SOPRANO Presentation (PDF) // SOPRANO Workshop: Madrid, Spain, 21–22 June 2007.
  14. Bridges J.E. Azimuthal Noise Directivity of Non-Axisymmetric Jets // AIAA Scitech 2021 Forum, 2021. P. 1183.

Дополнительные файлы


© И.В. Беляев, С.Ю. Макашов, М.Ю. Зайцев, В.Г. Юдин, А.В. Потапов, 2023