飞机适航飞越噪声信号分析方法研究

发布时间：2020-07-29 16:49

【摘要】：在目前的航空器噪声研究中,主要使用1/3倍频程数据来进行噪声预测和研究,但难以准确计算出航空器相对于地面噪声测量点做变速移动对接收噪声信号的影响,包括对噪声信号的压缩扩展和信号的多普勒频移。通过对飞机飞越噪声信号分析方法中噪声信号计算理论方法进行研究,对噪声信号在声速分布线性变化的介质中传播距离、传播时间进行研究,并模拟出飞机起飞飞越过程中发动机产生的原始噪声信号,使用声线法计算出地面噪声测量点接收噪声信号,从而对飞机在起飞飞越过程中地面噪声测量点接收噪声时域信号进行分析研究。基于ANP数据库中EMB190飞机某次起飞飞越的各种参考数据,计算出该型飞机某次起飞的航迹数据。使用与该型飞机发动机同系列发动机地面静态噪声测试1/3倍频程数据,通过飞机飞行修正后得到飞机飞行时发动机某转速下与发动机轴线夹角为不同角度的1/3倍频程数据,从而计算出飞机飞行时与发动机轴线夹角为不同角度时发动机噪声时域信号最大声压值。使用该声压数据和经过飞行修正后的发动机1/3倍频程数据来模拟飞机发动机在飞机起飞飞越时产生的原始噪声时域信号。通过飞机飞越噪声计算理论和声音传播理论公式计算出地面噪声测量点每隔0.5秒接收噪声时域信号,计算每0.5秒时间段内噪声时域信号24个1/3倍频程内的瞬时声压级,根据CCAR-36部规定的方法计算出该飞机发动机该次起飞飞越噪声测量中的有效感觉噪声级;同时,使用计算得到的每隔0.5秒噪声时域信号来研究当飞机相对于地面噪声测量点运动时对接收噪声信号的影响,结果表明当飞机做接近或远离地面噪声测量点的运动时,地面噪声测量点接收到噪声信号会被压缩或扩展,接收信号的频率会变大或减小,从而使频率发生移动。使用多普勒频移公式计算得到的结果验证了频移的正确性,从而为使用噪声时域信号进行噪声预测和研究提供一定的参考。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V221.91
【图文】：

图 2-1 倍频程和 1/3 倍频程分析结果对比傅里叶变换傅里叶变换（FFT）是离散傅里叶变换（DFT）的快速计算方式。在，进行 N 次乘法运算可以计算一个 N 点的傅里叶变换，进行2N 次乘N 个频域数据。在 1965 年快速傅里叶变换提出之前，在计算机中做乘，在其提出之后，运算速度有了很大的提高，标志着基于傅里叶变换新时期。，快速傅里叶变换使用最广泛的是所谓基-2 算法。该算法要求进行运的整次幂，也就是 2LN （L 的取值必须是正整数）。快速傅里叶变换换的周期性和对称性，减少了运算次数[24-26]。上介绍可知，在使用 FFT 对信号做频谱分析时，DFT 是对信号进行在运用 DFT 对连续信号 ax t 进行频谱分析之前，需对 时域信号

假设 ax t 是经过预滤波和部分截取有限长信号，其持续时间为pT ,最高频率为cf ，如图2-2a， 的傅里叶变化 aX jf 为： j 2fta a aX jf FT x t x t e dt （2.5）对于信号 设定的采样率sf 满足 1 2s cf T f（其中 T 表示采样时间间隔），得到的采样点数为 ax n x nT。假设采样点数为 N 点，并且对 aX jf 作零阶近似 t nT, dT t ，可以得到： 120=Nj fnTaX jf T x nT e （2.6）由上式可知， X jf 仍为f 的连续周期函数，如图 2-2b 所示为x n 和 ，对X jf 在区间 0, sf 上等间隔地进行 N 点采样

提高频率分辨率，因为pNT T，1sT f ，只能通过增加截增加 N，在确定 和 N 时需要满足以下的条件：2sfF 1F 测量点噪声测量点的规定，我国《航空器型号和适航合格审规定与美国联邦航空局制定的噪声适航标准(Federal Aviat Standarts documents) 联邦航空条例第 36 部分噪声标准文件率基准噪声测量点、飞越基准噪声测量点和进场基准噪声测如下图所示：

【参考文献】

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1 田宇泽;霍秋娟;易国华;;时域有限长信号的频谱分析与信号还原[J];长江大学学报(自科版);2016年34期

2 闫国华;周利敏;;民用飞机噪声合格审定的切入飞行试验方法[J];科技导报;2014年24期

3 张登攀;高志强;;噪声1/3倍频程计权声级算法[J];河南理工大学学报(自然科学版);2013年06期

4 刘锦虎;闫国华;谢福;;利用航空发动机静态远场噪声数据预测飞行噪声级[J];噪声与振动控制;2012年02期

5 张凤;闫国华;;飞机起飞航迹计算方法研究[J];装备制造技术;2011年11期

6 王兴贵;张会波;伊世明;徐贵生;;基于DSPIC30F3011光伏发电系统数据采集卡的设计[J];工业仪表与自动化装置;2010年06期

7 章弘;;CF34系列涡扇发动机介绍及发展历程[J];民用飞机设计与研究;2010年01期

8 黄晶晶;吴志真;雷勇;;航空发动机试车台噪声声功率谱技术研究[J];计算机测量与控制;2006年10期

9 李文峰,王永生,杨纪明,王苏;航空发动机测试信号噪声特性分析[J];航空动力学报;2005年05期

10 谈华生;频谱仪的正确使用[J];中国无线电管理;2001年08期

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2 乔渭阳;Ulf Miche;;民用客机机体噪声源声学特性的实验分析研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

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1 孙慧;C919飞机噪声环境影响分析[D];中国民航大学;2017年

2 刘世祺;飞机噪声适航符合性预测系统设计[D];中国民航大学;2015年

3 钟静;声场自动校准装置研制及实验研究[D];中国计量学院;2015年

4 金宗亮;航空发动机喷气噪声分解方法研究[D];中国民航大学;2014年

5 张兵;叶片式次声发生装置研究[D];国防科学技术大学;2011年

本文编号：2774237