2018年第25卷第1期
江俊超
(中国民用航空飞行学院广汉分院，四川广汉618307)
摘要：螺旋桨飞机会产生很大的振动和噪声，会对飞机乘坐人员的舒适性体验造成不利影响。基于此，从噪声产生的 原理入手，对螺旋桨飞机机舱内噪声的特性进行了分析，并给出了等效为扇声源以及激振力函数这两种处理噪声的措 施，以期降低螺旋桨飞机的舱内噪声，提高飞机的舒适程度。
关键词：螺旋桨飞机；舱内噪声；激振力函数
d o i:10.3969/j.issn.1006 -8554.2018.01.082
〇引言
螺旋桨飞机广泛应用于旅客机等多个领域，具有性价比 高、低速性能高、驾驶方便等优点。然而，螺旋桨飞机的噪声阻 碍了它的进一步发展。因此，对于螺旋桨飞机舱内噪声特性的 研究是很有必要的。
1螺旋桨飞机机舱内噪声特性分析
1.1 噪声产生的原理
螺旋桨飞机机舱内的噪声主要分为空气声和结构声这两 种，空气声主要是指声源所产生的声音，这种声音会通过空气 传播到飞机的舱壁上，导致舱壁出现振动，从而向舱内传播声 能；结构声主要是指飞机的机翼或者其他部件出现的振动，这 种振动会通过结构传播到飞机的舱壁上，导致舱壁出现振动，从而向舱内传播声能。空气声与结构声在舱内产生的声能会 导致结构出现振动，振动又会导致噪声出现，这样反复，相互耦 合，最终形成飞机机舱内噪声。
1.2噪声特性分析
基于噪声产生的原理，使用Virtual L a b软件中的声学仿真 模块对螺旋桨飞机机舱内的噪声进行了分析研究。因为飞机 机舱属于封闭空间，选用了声学仿真模块中的声学有限元这一 方法进行了螺旋桨飞机机舱内噪声的声学响应计算。声学响 应计算主要有两种途径：其一是直接声振耦合响应；其二是基 于模态的声振耦合响应。第二种计算途径的工作量较少，结果 也更为准确。因此，本文使用该方法进行噪声的特性分析。分 析流程如下：进行结构有限元以及声学有限元的建模，通过 Virtual L a b软件进行模态求解之后，传输到机舱声振耦合模型 中；然后对谐波法计算所得的旋转噪声进行建模，并进行机身 声压激励，以？格式导人到机舱声振耦合模型中；最后，将两 个途径导人的信号进行响应计算，得出噪
声的特性。
2螺旋桨飞机机舱内噪声处理措施
螺旋桨飞行过程中，在螺旋桨气动噪声的影响下，其飞机 机身会受到声压激励，这是影响形成舱内噪声的重要因素。在 分析此类螺旋桨飞机舱内噪声的过程中，需要准确建立机身两 侧螺旋桨噪声扰动模型，以保证相关分析结果的准确性。通过 Virtual L a b的模型分析，能够得出适用于此类噪声激励形式的 处理方法。
2.1等效为扇声源的处理方法
等效为扇声源即将螺旋桨的气动噪声等效为扇声源，在此 基础上求解扇声源影响下的舱内声场。在应用此种处理方法 的过程中，需要优先对螺旋桨的流场瞬态进行计算，得出螺旋桨浆叶片表面的脉动压力；然后，利用所得脉动压力，将其转换 为旋转偶极子数据，输人到Virtual M b当中，进一步求解扇声 源。在求解过程中，需要计算声学响应，这一计算环节需要扇
声源的求解结果，进一步结合声学边界条件命令中ACo>C
S ource里的F a n命令，得到扇声源数据的导人结果，最终实现 扇声源的准确定义。上述过程，即为对螺旋桨气动噪声的完整
模拟，利用此种计算方法，能够得到相对准确的计算结果，但其
计算工作量大、周期长的特点，对计算机性能提出了较高的要 求，一次性完成的要求具有相当的难度。因此，其实际应用范
围局限与螺旋桨飞机设计制造公司，只有在需要对螺旋桨噪声
进行全面的检测处理，建立舱内噪声仿真的过程中才会应用。
2.2激振力函数的处理方法
激振力函数的处理方法的应用，需要定义的对象有所变 化，从扇声源变为外部激振力。在处理螺旋桨气动噪声时，对
外部激振力的定义，其主要作用是模拟螺旋桨气动噪声作用与
机体表面的声压激励，便于对声压激励下的舱内噪声状况进行 相对准确的求解。在Virtual L a b当中，定义其外部激励之前，需要先将载荷函数项进行插人处理，并继续添加载荷命令，确
保数据导人的完整性。在此基础上，进一步选择载荷作用点，
并数据与之关联，已完成内外部载荷的全部导人，继而对外部
激振力作用下的声振耦合相应对舱内声场环境进行有效模拟。
在现阶段的应用过程中，上述两种方法都具有一定的应用
前景，其中，等效为扇声源的对螺旋桨气动噪声的处理方法，由
于计算量大、计算周期长、计算不易完成等特点，造成其应用具
有一定的限制性，而激振力函数的处理方法，其应用范围则更
加广泛。
3结语
螺旋桨飞机机舱内噪声会对飞机的使用和发展造成不利
广汉飞行学院招生的影响。分析可得，通过对螺旋桨飞机舱内噪声特性的研究可 知，使用等效为扇声源以及激振力函数这两种处理措施，能够
有效降低噪声，从而延长螺旋桨飞机的使用寿命，帮助飞机驾
驶员保持注意力集中的状态，提高乘客的舒适体验，从而促进
我国航空行业的发展。
参考文献：
[1]王春辉.螺旋桨飞机舱内噪声特性分析[D].南京：南京
航空航天大学，2015.
[2]罗乖林，王晋军.飞机舱内噪声综合治理技术[J].北京
航空航天大学学报，2010 (7):808 -811.
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