Пермские ученые нашли способ сделать самолеты тише
Шум двигателя самолета считается побочной проблемой авиаотрасли. Впрочем, отсутствие огласки не отменяет влияние этого фактора на экологию и даже здоровье людей.
В особенности это касается районов и зон, территориально прилегающих к аэропортам. Утверждение справедливо и по отношению к сотрудникам воздушных гаваней.
Вопросу снижения шума самолетов в последнее время дают дополнительный приоритет. Более того, появились первые результаты исследований в области поиска оптимального метода «обеззвучивания» двигателя воздушного суда.
Исследование проводилось в Пермском Политехническом Институте. Фото: YouTube.com
Специалисты лаборатории генерации шума и модального анализа Пермского Политехнического университета провели уникальные эксперименты. Ученые изучили всевозможные конфигурации сопел авиадвигателей. Инженеры оценили их способность поглощать шум в различных частотных спектрах – от низких на уровне 500 Гц до высоких в диапазоне свыше 1000 Гц.
Сегодня часто применяемыми в авиастроении считаются следующие типы сопел:
✅ конические
✅ шевронные
✅ гофрированные
Исследователи ПНИПУ пришли к заключению, что наиболее эффективными являются модернизированные гофрированные сопла. В отличие от стандартных, они оснащаются увеличенным количеством лепестков.
Напомним, возникновение шума во время работы воздушного суда связано с турбулентными потоками выхлопных газов. Их высокая скорость выброса взаимодействует с воздухом и корпусом самолета.
Традиционно для борьбы со звуковой проблемой инженеры прибегают к увеличению диаметра двигателя. Таким образом получается снизить скорость выхлопного потока, но появляется дополнительная конструктивная особенность – усиливаются низкочастотные колебания.
Еще одним методом стала смена локации монтажа двигателя. Для снижения шума их устанавливают над крылом. И вновь решение одной проблемы порождает другую. Низкочастотных колебаний становится меньше, но в этом случае поток уже негативно воздействует на поверхность крыла.
Так и появились шумопоглощающие устройства – шевронные и гофрированные сопла. Но они помогают бороться с проблемой лишь частично. К примеру, первый тип обладает треугольным «рисунком», которые эффективно поглощает низкочастотный шум, но усиливает его в высокочастотном спектре.
Современные гофрированные сопла функционально почти не отличаются. Тогда ученые Пермского Политеха стали экспериментировать с количеством лепестков.
Если использовать конструкцию на модернизированных соплах, то эффективность возрастает. Гипотезу подтвердили в ходе испытаний в акустической лаборатории ПНИПУ.
Измерения проводились с применением моделей, напечатанных на 3D-принтере, а также специализированного оборудования. Условия исследований были приближены к реальным.
К примеру, у двигателя ПД-14 сопла шевронного типа. Фото: YouTube.com
За формирование потока мощностью 45 кВт отвечал специальный вентилятор, а фиксация уровня громкости осуществлялась при помощи 6 микрофонов.
Ученые отметили, что на 12 кГц шевронные сопла способны снизить низкочастотный шум на 1,3 дБ. При этом модернизированные 12-лепестковые гофрированные образцы обеспечивают снижение на 2,5 дБ.
Эффективность подтверждена по всему частотному спектру, не только в «низкой зоне». Специалисты ПНИПУ уверены, что внедрение инновационной шумопонижающей конструкции поможет улучшить акустические характеристики российских самолетов.
В особенности это касается районов и зон, территориально прилегающих к аэропортам. Утверждение справедливо и по отношению к сотрудникам воздушных гаваней.
Вопросу снижения шума самолетов в последнее время дают дополнительный приоритет. Более того, появились первые результаты исследований в области поиска оптимального метода «обеззвучивания» двигателя воздушного суда.
Исследование проводилось в Пермском Политехническом Институте. Фото: YouTube.comСпециалисты лаборатории генерации шума и модального анализа Пермского Политехнического университета провели уникальные эксперименты. Ученые изучили всевозможные конфигурации сопел авиадвигателей. Инженеры оценили их способность поглощать шум в различных частотных спектрах – от низких на уровне 500 Гц до высоких в диапазоне свыше 1000 Гц.
Сегодня часто применяемыми в авиастроении считаются следующие типы сопел:
✅ конические
✅ шевронные
✅ гофрированные
Исследователи ПНИПУ пришли к заключению, что наиболее эффективными являются модернизированные гофрированные сопла. В отличие от стандартных, они оснащаются увеличенным количеством лепестков.
Напомним, возникновение шума во время работы воздушного суда связано с турбулентными потоками выхлопных газов. Их высокая скорость выброса взаимодействует с воздухом и корпусом самолета.
Традиционно для борьбы со звуковой проблемой инженеры прибегают к увеличению диаметра двигателя. Таким образом получается снизить скорость выхлопного потока, но появляется дополнительная конструктивная особенность – усиливаются низкочастотные колебания.
Еще одним методом стала смена локации монтажа двигателя. Для снижения шума их устанавливают над крылом. И вновь решение одной проблемы порождает другую. Низкочастотных колебаний становится меньше, но в этом случае поток уже негативно воздействует на поверхность крыла.
Так и появились шумопоглощающие устройства – шевронные и гофрированные сопла. Но они помогают бороться с проблемой лишь частично. К примеру, первый тип обладает треугольным «рисунком», которые эффективно поглощает низкочастотный шум, но усиливает его в высокочастотном спектре.
Современные гофрированные сопла функционально почти не отличаются. Тогда ученые Пермского Политеха стали экспериментировать с количеством лепестков.
Если использовать конструкцию на модернизированных соплах, то эффективность возрастает. Гипотезу подтвердили в ходе испытаний в акустической лаборатории ПНИПУ.
Измерения проводились с применением моделей, напечатанных на 3D-принтере, а также специализированного оборудования. Условия исследований были приближены к реальным.
К примеру, у двигателя ПД-14 сопла шевронного типа. Фото: YouTube.comЗа формирование потока мощностью 45 кВт отвечал специальный вентилятор, а фиксация уровня громкости осуществлялась при помощи 6 микрофонов.
Ученые отметили, что на 12 кГц шевронные сопла способны снизить низкочастотный шум на 1,3 дБ. При этом модернизированные 12-лепестковые гофрированные образцы обеспечивают снижение на 2,5 дБ.
Эффективность подтверждена по всему частотному спектру, не только в «низкой зоне». Специалисты ПНИПУ уверены, что внедрение инновационной шумопонижающей конструкции поможет улучшить акустические характеристики российских самолетов.
- Vic Samoylik
- youtube.com
Рекомендуем для вас
Что заставляет пересесть с современного кроссовера на «Ниву»
У современного кроссовера может быть мощнее мотор, тише салон и удобнее кресло. Почему тогда покупатель смотрит на короткую «Ниву»? Причина появляется там, где...
КПД 93%: какие выводы позволяют сделать данные об ЭДБТ1
Для ЭДБТ1 заявлены 62 кВт и КПД 93%. Эти значения описывают двигатель, но не определяют экономию всего трамвайного хозяйства. Разбираем, что подтверждено...
У машины бывает больше мощности. Почему небольшому самолёту хватает 115 сил?
Автомобиль с мотором 115 лошадиных сил никого не удивляет. Для самолёта та же цифра кажется почти скромной: машине ведь нужно поднять в воздух себя, людей и...
T500 в Казахстане: что известно о выпуске и промышленном партнёре
Ростсельмаш сообщил о выпуске зерноуборочного комбайна T500 в Казахстане и его показе на KazAgro/KazFarm. Промышленным партнёром названа компания «Казрост», а...
Какие автомобили Sollers получат локальную восьмиступенчатую коробку
Проектная мощность линии составит до 13,7 тыс. коробок в год. Разбираем, какие операции компания намерена освоить, для каких моделей предназначены агрегаты и...
Посылки и лекарства по морю: какую задачу решает мурманский катер
У прототипа уже есть опыт доставки, однако отладка систем продолжается. Рассматриваем гражданскую задачу проекта и отделяем рассказ о выполненном переходе от...
Машина без запаски: что покупатель получает вместо неё
Под полом багажника может оказаться аккуратный лоток с компрессором и бутылкой жидкости. Место похоже на отсек для инструмента, а большого колеса нет....