航空发动机涡轮噪声级适航性评估

发布时间：2020-01-22 10:55

【摘要】：随着我国大飞机项目开展,我国民航客机走向世界已成必然趋势,而发动机噪声能否通过适航合格审定是决定该型发动机能否进入市场的决定因素。发动机噪声评估以及相关适航审定技术的研究,已经引起国内越来越多学者的关注。在涡轮噪声预测研究方面,早在20世纪60年代末,Royce-Rolls公司的Smith和Bushell通过多次实验首先给出了关于航空发动机噪声预测的经验关联公式;随着技术的发展及各发动机制造商的深入研究,不断对该模型修正并发展出不同的发动机部件噪声预测模型;目前,NASA在完成发动机部件噪声评估程序的基础上,开发出的ANOPP标准程序代表该技术领域的先进水平。国外的这些研究工作大部分是保密的,而我国民用发动机噪声的研究也刚刚处于起步阶段。国内学者虽然已经开始对发动机部件噪声和抑制技术进行研究,但对涡轮噪声的适航性评估研究基本空白,因此我国在自主研发发动机时并不能完全对涡轮噪声进行适航性评估。有鉴于此,本文对航空发动机涡轮噪声的产生机理和噪声传播进行了研究,在分析和综合国内外涡轮噪声级评估方法的基础上,通过Matlab Gui搭建航空发动机涡轮噪声级适航评估软件,对某型发动机涡轮的噪声级进行适航性分析。本软件可以预测不同半径下、沿圆弧各角度和1/3倍频程中心频率下的声压级、A计权声压级、总声压级和有效感觉噪声级;通过计算以涡轮为中心前后120m内的噪声绘制任意给定分贝的噪声声压级等值线;分析涡轮噪声级随涡轮转速、直径和叶片数量等参数变化。以上所有功能均可利用Matlab实现计算及可视化显示,同时利用Matlab与Excel之间的Excel Link控件实现预测数据的存储和再分析。此外,本文还通过对比航空发动机厂商提供的噪声数据和噪声预测软件的预测结果,验证了所建噪声预测模型的可靠性和精确性。最后,本文在我国飞机噪声适航审定规定的测试条件和噪声限制的基础上,通过使用该软件对影响涡轮噪声的相关参数进行适航性分析,为保证涡轮设计满足噪声适航限制提出设计参数方面的建议,也为我国目前正在进行的民用航空发动机研制和适航研究提供技术参考。
【图文】：

噪声水平,飞机,噪声

1图 1-1 平均服役飞机噪声水平[2]强国梦的驱动下，我国民航事业飞速发展，飞机所未有的大发展。目前，我国自行研制的 ARJ-2 C919 项目也正在开发生产。一架飞机能否投入市中飞机噪声适航标准约束允许飞机产生的最大噪向世界，，它的噪声水平就必须达到国际的适航标两个部分，飞机机体自身产生的噪声和发动机噪的噪声源。而发动机噪声可以再分为不同部件的涡轮风扇发动机，尾喷噪声和风扇噪声是主要噪动机的出现，发动机喷气气流速度减小，因而尾

机体噪声

中国民航大学硕士学位论文引入的风扇较大使它成为主要的噪声源。随着各种声衬技术的发展和减噪措施的研究，尾喷噪声和风扇噪声不断减小，然而涡轮做功量不减反增，涡轮噪声的重要性逐渐凸显出来，如图 1-2 所示，发动机四大噪声（风扇，燃烧室，涡轮，尾喷）已逐渐趋于同一个量级。在高涵道比发动机中，风扇，尾喷和涡轮控制整个发动机噪声水平。通过研究发现，在飞机起飞时，风扇和尾喷噪声是发动机的主要噪声，但在进近时，风扇、机身和涡轮噪声是主要噪声[4]。面对严格的噪声适航审定，涡轮作为现代航空发动机的主要噪声源之一，在研发之初对其做出合理评估便显得十分重要，因此，需要对涡轮噪声适航性评估进行研究。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V231.92

【相似文献】