Проблемы проектирования гражданских самолетов с учетом требований по шуму в салоне

Авиационная и ракетно-космическая техника

Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов


DOI: 10.34759/vst-2019-4-28-41

Авторы

Мошков П. А.

«Гражданские самолеты Сухого», ул. Ленинская Слобода, 26, Москва, 115280, Россия

e-mail: moshkov89@bk.ru

Аннотация

Рассмотрена проблема шума в салоне современных гражданских самолетов. На базе акустических испыта­ний SSJ-100 показано, что основными источниками шума в салоне самолета с классической компоновкой сило­вой установки (два турбовентиляторных двигателя на пилонах под крылом) на режиме крейсерского полета яв­ляются система кондиционирования и вентиляции воздуха и поля пульсаций давления в турбулентном пограничном слое на поверхности фюзеляжа. Рассмотрена проблема проектирования таких самолетов с учетом требований по шуму в салоне. Представлены структура проблемы и основные направления инженерных и фундаментальных ис­следований, необходимых для проектирования самолета по заданным параметрам акустического комфорта. Рас­смотрены основные методы снижения шума в салоне.

Ключевые слова

проектирование самолетов, шум в салоне, методы снижения шума, акустические испытания, гражданские самолеты, звукоизоляция, акустический комфорт

Библиографический список

  1. ISO 5129:200. Acoustics. Measurement of sound pressure levels in the interior of aircraft during flight. 2001. – 10 p.

  2. ГОСТ 20296-2014. Межгосударственный стандарт. Самолеты и вертолеты гражданской авиации. До­пустимые уровни шума в салонах и кабинах эки­пажа и методы измерения шума. – М.: Стандар- тинформ, 2014. – 12 с.

  3. Кузнецов В.М. Проблемы снижения шума пасса­жирских самолетов (обзор) // Акустический жур­нал. 2003. Т. 49. № 3. С. 293-317.

  4. Копьев В.Ф. Традиции и перспективы акустических исследований в ЦАГИ // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2018. № 11. С. 60-69.

  5. Мошков П.А., Самохин В.Ф., Яковлев А.А. Выбор критерия слышимости беспилотных летательных аппаратов с винтомоторной силовой установкой // Известия высших учебных заведений. Авиаци­онная техника. 2018. № 2. С 3-9.

  6. Moshkov P, Ostrikov N, Samokhin V., Valiev A. Study of Ptero-G0 UAV Noise with Level Flight Conditions // 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (Aeroacoustics 2019) 2019. AIAA Paper No. 2019-2514. DOI: 10.2514/6.2019-2514

  7. Санитарные нормы. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, обществен­ных зданий и на территории жилой застройки, 1996. URL: https://base.garant.ru/4174553/#friends

  8. ГОСТ Р ИСО 9921-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Эргономика. Оценка рече­вой связи. – М.: Стандартинформ, 2014. – 24 с.

  9. Попов Ю.В., Андреев Е.В. Акустическая диагностика обстановки в кабине экипажа воздушного судна / / Приборы и системы. Управление, контроль, ди­агностика. 2017. № 10. С. 25–29.

  10. Голубев А.Ю. Пространственно-временная структу­ра неоднородных полей пульсаций давления на по­верхности самолета: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. – Пермь: ПНИПУ, 2016. – 32 с.

  11. Голубев А.Ю. Экспериментальная оценка волновых спектров пристенных пульсаций давления турбу­лентного пограничного слоя в субконвективной области // Акустический журнал. 2012. Т. 58. № 4. С. 434–442.

  12. Голубев А.Ю., Кузнецов С.В. Особенности полей пульсаций давления на поверхности выступов // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2018. № 6. С. 67-75. DOI: 10.31857/S056852810002302-3

  13. Голубев А.Ю. Влияние носовой конфигурации обте­каемых моделей на структуру трехмерных полей пуль­саций давления // Акустический журнал. 2015. Т. 61. № 5. С. 614-621. DOI:10.7868/S0320791915050081

  14. Танонин М.С., Костромитинов С.В. Опыт борьбы с шумом в пассажирском салоне самолета Ту-204 с VIP-компоновкой // Известия Самарского научно­го центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 4-3. С. 362-369.

  15. Антонова Н.В., Дубровин Л.Д., Егоров Е.Е. и др. Проектирование авиационных систем кондициони­рования воздуха: Учеб. пособие для студентов выс­ших технических учебных заведений / Под ред. Ю.М. Шустрова. – М.: Машиностроение, 2006. – 384 с.

  16. Бакланов В. С. Роль структурного шума в гермока­бине самолета от вибрационного воздействия дви­гателей нового поколения // Акустический журнал. 2016. Т. 62. № 4. С. 451–456. DOI: 10.7868/ S0320791916040043

  17. Мунин А.Г., Ефимцов Б.М., Кудисова Л.Я. и др. Авиа­ционная акустика. В 2-х ч. 4.2. Шум в салонах пассажирских самолетов / Под ред. А.Г. Мунина. – М.: Машиностроение, 1986. – 264 с.

  18. Hu N, Appel C, Haxter S, Callsen S, Klabes A. Simulation of wall pressure fluctuations on Airbus-A320 fuselage in cruise flight condition // 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (Aeroacoustics-2019). AIAA Paper No. 2019-2728. DOI: 10.2514/6.2019-2728

  19. Канев Н.Г. Реверберация в трапециевидном поме­щении // Акустический журнал. 2013. Т. 59. № 5. С. 607–612.

  20. Лавров В.Н., Мошков П.А., Попов В.П., Рубановский В.В. Исследование и снижение шума в кабине экипажа самолета RRJ-95 // Шестая Открытая Всероссий­ская (XVIII научно-техническая) конференция по аэроакустике (22-27 сентября 2019, Звенигород): Тезисы докладов. М.: ЦАГИ, 2019. С. 241-242.

  21. Lavrov V., Moshkov P, Popov V., Rubanovskiy V. Study of the Sound Field Structure in the Cockpit of a Superjet 100 // 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (Aeroacoustics-2019). AIAA Paper No. 2019-2726. DOI: 10.2514/6.2019-2726

  22. ГОСТ 26382-84. Двигатели газотурбинные граждан­ской авиации. Допустимые уровни вибрации и общие требования к контролю вибрации. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 14 с.

  23. Baklanov V., Denisov S. Multi-connecting system «engine-attachment-airframe» // Journal of Vibroengineering. 2009. Vol. 11. No. 1. pp. 48-55.

  24. Abdrashitov R., Golubev A. Identification of sources of noise in the cabin and the definition of the local passage of sound energy through fuselage based on the results of in-flight measurements of the Superjet // 21st AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. AIAA Paper No. 2015-3114. DOI: 10.2514/6.2015-3114

  25. Hu N, Buchholz H, Herr M, Spehr C. Haxter S. Contributions of Different Aeroacoustic Sources to Aircraft Cabin Noise // 19th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. AIAA Paper. No. 2013­2030. DOI: 10.2514/6.2013-2030

  26. Nau C. Beamforming within the modal sound field of a vehicle interior // 8th Berlin Beamforming Conference. 2016. BeBeC-2016-S9. 10 p.

  27. Colangeli C, Chiariotti P, Battista G, Castellini P., Janssens K. Clustering inverse beamforming for interior sound source localization: application to a car cabin mock-up// 8th Berlin Beamforming Conference. 2016. BeBeC-2016-D9. 17 p.

  28. Ефимцов Б.М., Лазарев Л.А. Расчет колебаний шпангоутов в подкрепленной оболочке, моделиру­ющей фюзеляж самолета // Акустический журнал. 2014. Т. 60. № 5. С. 518-525. DOI: 10.7868/ S0320791914040042

  29. Ефимцов Б.М., Лазарев Л.А. Комплекс аналитичес­ких моделей для прогноза шума в салоне самолета // Акустический журнал. 2012. Т. 58. № 4. С. 443­–449.

  30. Ефимцов Б.М., Лазарев Л.А. Возможность снижения шума в салоне самолета от турбулентного погра­ничного слоя путем изменения подкрепляющего набора фюзеляжа при неизменной его массе // Акустический журнал. 2015. Т. 61. № 5. С. 631-635. DOI: 10.7868/S0320791915040048

  31. Кулаков С. Цифровая сертификация. Как цифро­вой подход Siemens Digital Industries Software позво­ляет сократить сроки и стоимость сертификации летательных аппаратов // PLM эксперт. 2019. С. 25­ URL: https://www.plm.automation.siemens.com/media/country/ru_ru/Magazine%20aviation_tcm66- 64469.pdf

  32. Зверев А.Я., Лесных Т.О., Паранин Г.В. Исследова­ние эффективности применения вибропоглощаю­щего материала с армирующим слоем для повыше­ния звукоизоляции элементов конструкции фюзе­ляжа // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. 47. № 2. С. 82-91.

  33. Зверев А.Я., Черных В.В. Экспериментальное опре­деление акустических и виброакустических харак­теристик многослойных композитных панелей // Акустический журнал. 2018. Т. 64. № 6. С. 727-736. DOI: 10.1134/S0320791918060151

  34. Зверев А.Я., Черных В.В. Определение акустической эффективности материалов и конструкций в лабо­раторных и натурных условиях. Ч. 1. Звукопогло­щение и звукоизоляция // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. 49. № 8. С. 40-55.

  35. Зверев А.Я., Семенова Л.П. Определение акустичес­кой эффективности материалов и конструкций в лабораторных и натурных условиях. Ч. 2. Вибропог­лощение // Ученые записки ЦАГИ. 2019. Т. 50. № 1. С. 43-56.

  36. Зверев А.Я. Механизмы снижения шума в салоне самолета // Акустический журнал. 2016. Т. 62. № 4. С. 474-479. DOI: 10.7868/S0320791916040183

  37. Griffin J.R. The control of interior cabin noise due to a turbulent boundary layer noise excitation using smart foam elements. Master’s thesis of Science in Mechanical Engineering. Blacksburg, Virginia. 2006. – 102 p.

  38. Копьев Р.Г. Вихревая трубка и турбохолодильник: описание, области применения // Вестник Москов­ского авиационного института. 2013. Т. 20. № 4. С. 47-54.

  39. ОСТ 102551-85. Самолеты гражданской авиации. Методы измерения уровней шума системы конди­ционирования воздуха. – 11 с. URL: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293814/4293814110.htm

  40. Аксенов А.А., Гаврилюк В.Н., Тимушев С.Ф. Числен­ное моделирование тонального шума вентиляторов компьютерных устройств и систем кондициониро­вания // Акустический журнал. 2016. Т. 62. № 4. С. 442–450.

  41. Руководство по расчету и проектированию шумог­лушения вентиляционных установок. – М.: Строй- издат, 1982. – 87 с.

  42. ГОСТ ISO3745-2014. Акустика. Определение уров­ней звуковой мощности и звуковой энергии источ­ников шума по звуковому давлению. Точные мето­ды для заглушенных и полузаглушенных камер. – М.: Стандартинформ, 2015. – 55 с.

  43. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М., Морзеева Т.А., Хорева Е.А. Анализ концепции распределенной си­ловой установки с механическим приводом венти­ляторов при интеграции с летательным аппаратом типа «летающее крыло» // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 96–­109.

  44. Анисимов К. С., Кажан Е.В., Курсаков И.А., Лысен- ков А.В., Подаруев В.Ю., Савельев А.А. Разработка облика самолета с использованием высокоточных методов вычислительной аэродинамики и оптими­зации // Вестник Московского авиационного ин­ститута. 2019. Т. 26. № 2. С. 7-19.

  45. Сыпало К.И. Сверхзвуковой транспорт: новые воз­можности и пути развития // Шестая открытая всероссийская (XVIII научно-техническая) конфе­ренция по аэроакустике (22-27 сентября 2019, Зве­нигород): Тезисы докладов. М.: ЦАГИ, 2019. С. 14.

  46. Мошков П.А., Самохин В.Ф., Яковлев А.А. Пробле­мы снижения шума, создаваемого на местности самолетами с турбовинтовентиляторными двигате­лями // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2018. № 4. С. 126-128.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020