羅羅發(fā)動(dòng)機(jī)降噪技術(shù)，締造極靜飛行世界

2017-07-03 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

進(jìn)入“體驗(yàn)感至上”的時(shí)代,人們?cè)谝率匙⌒懈鞣矫娑奸_(kāi)始追求舒適的感官享受。乘坐飛機(jī)出行,刺耳的飛機(jī)噪音可能會(huì)使飛行體驗(yàn)大打折扣。

過(guò)去幾十年間,羅羅深入研究發(fā)動(dòng)機(jī)噪音原理并將其運(yùn)用到設(shè)計(jì)中,成功實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)降噪,讓安靜的飛行成為可能。

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追根刨底——了解噪音產(chǎn)生原理

想做好降噪,首先要了解噪音產(chǎn)生的原因。羅羅的研究表明,在飛機(jī)的多個(gè)的噪音源中,人耳可分辨出空氣進(jìn)入進(jìn)氣道、流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)由于空氣動(dòng)力所產(chǎn)生的細(xì)微壓力波動(dòng)。噪音的重要源頭包括:發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)核、造成空氣流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片以及提供推力的噴氣口。

除了噪音級(jí)數(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)頻率對(duì)人們感受噪音也有影響,高頻率噪音會(huì)帶來(lái)刺耳的感覺(jué)。所以,需要解決頻率問(wèn)題才能避免出現(xiàn)刺耳高音調(diào)噪音。

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優(yōu)化設(shè)計(jì)——降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音

一直以來(lái),科技創(chuàng)新都是技術(shù)發(fā)展的持續(xù)動(dòng)力。對(duì)于噪音產(chǎn)生的氣動(dòng)過(guò)程,羅羅通過(guò)對(duì)先進(jìn)計(jì)算技術(shù)的研究,在幫助加深對(duì)該氣動(dòng)過(guò)程認(rèn)識(shí)的同時(shí),也提供了全新的控制方式——借助現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算能力,整合加強(qiáng)降噪功能,同時(shí)滿足燃料燃燒和控制二氧化碳排放,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化。

為此,羅羅與世界頂尖大學(xué)建立的協(xié)同創(chuàng)新體系——大學(xué)噪音技術(shù)中心(University Noise Technology Centre),專注于發(fā)動(dòng)機(jī)降噪技術(shù)研究,同時(shí)羅羅也和多個(gè)國(guó)際研究項(xiàng)目展開(kāi)廣泛合作, 從科學(xué)計(jì)算層面對(duì)羅羅降噪技術(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化更新。

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其中,羅羅對(duì)風(fēng)扇系統(tǒng)、排放裝置以及聲襯設(shè)計(jì)等部件的降噪性能進(jìn)行了突出優(yōu)化。

風(fēng)扇系統(tǒng)——精準(zhǔn)的全面考量

羅羅對(duì)風(fēng)扇系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)革新,實(shí)現(xiàn)了噪音最小化,其中考慮因素包括旋轉(zhuǎn)葉片和導(dǎo)向葉片的數(shù)量、葉片的幾何結(jié)構(gòu)、雙列旋轉(zhuǎn)葉片和導(dǎo)向葉片之間的距離以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,而風(fēng)扇的氣動(dòng)性能和機(jī)械性能,制造復(fù)雜性和成本則是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵考量。相似的技術(shù)同樣被運(yùn)用于降低渦輪和壓縮片等噪音源的噪音。

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排放裝置——降噪節(jié)能雙管齊下

上世紀(jì)60年代,發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題主要集中于高頻噴氣流噪音,與之相比,具有高涵道比的現(xiàn)代渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)在提供同等推力的情況下,噴氣流速度降低,從而減輕噪音,羅羅備受青睞的遄達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)家族就是范例。

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材料和制造技術(shù)的進(jìn)步不僅大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)噪音,同時(shí)也節(jié)省燃料消耗。不僅如此,通過(guò)控制噴氣流和周?chē)h(huán)境的相互作用能更大程度地減少噪音,比如遄達(dá)1000發(fā)動(dòng)機(jī)使用的鋸齒形噴口后緣。

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聲襯設(shè)計(jì)——挑戰(zhàn)中的創(chuàng)新求索

對(duì)降噪起關(guān)鍵作用的聲襯設(shè)計(jì)其實(shí)充滿挑戰(zhàn)性,高強(qiáng)度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作環(huán)境、窄小的設(shè)計(jì)空間、協(xié)調(diào)各方面參數(shù)的靈活度都對(duì)其提出了很高的要求。

羅羅發(fā)動(dòng)機(jī)短艙流道內(nèi)壁的聲襯設(shè)計(jì),在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)將聲能轉(zhuǎn)化為少量熱能,防止其擴(kuò)散出去,對(duì)降噪起到重要作用。

羅羅使用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù),通過(guò)材料創(chuàng)新來(lái)擴(kuò)大有效聲區(qū)面積,同時(shí)保證維持原有的發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度和重量。例如由羅羅遄達(dá)900發(fā)動(dòng)機(jī)首次使用的“無(wú)接縫進(jìn)氣道襯墊”創(chuàng)新技術(shù),有效降低風(fēng)扇噪音,相應(yīng)技術(shù)也應(yīng)用在波音787和空客A350XWB機(jī)型中。

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