羅羅發(fā)動機降噪技術(shù)，締造極靜飛行世界

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

進入“體驗感至上”的時代,人們在衣食住行各方面都開始追求舒適的感官享受。乘坐飛機出行,刺耳的飛機噪音可能會使飛行體驗大打折扣。

過去幾十年間,羅羅深入研究發(fā)動機噪音原理并將其運用到設(shè)計中,成功實現(xiàn)發(fā)動機降噪,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,在飛機的多個的噪音源中,人耳可分辨出空氣進入進氣道、流過發(fā)動機時由于空氣動力所產(chǎn)生的細微壓力波動。噪音的重要源頭包括:發(fā)動機內(nèi)核、造成空氣流動的旋轉(zhuǎn)風扇葉片以及提供推力的噴氣口。

除了噪音級數(shù),發(fā)動機頻率對人們感受噪音也有影響,高頻率噪音會帶來刺耳的感覺。所以,需要解決頻率問題才能避免出現(xiàn)刺耳高音調(diào)噪音。

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優(yōu)化設(shè)計——降低發(fā)動機噪音

一直以來,科技創(chuàng)新都是技術(shù)發(fā)展的持續(xù)動力。對于噪音產(chǎn)生的氣動過程,羅羅通過對先進計算技術(shù)的研究,在幫助加深對該氣動過程認識的同時,也提供了全新的控制方式——借助現(xiàn)代科學計算能力,整合加強降噪功能,同時滿足燃料燃燒和控制二氧化碳排放,實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化。

為此,羅羅與世界頂尖大學建立的協(xié)同創(chuàng)新體系——大學噪音技術(shù)中心(University Noise Technology Centre),專注于發(fā)動機降噪技術(shù)研究,同時羅羅也和多個國際研究項目展開廣泛合作, 從科學計算層面對羅羅降噪技術(shù)不斷進行優(yōu)化更新。

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其中,羅羅對風扇系統(tǒng)、排放裝置以及聲襯設(shè)計等部件的降噪性能進行了突出優(yōu)化。

風扇系統(tǒng)——精準的全面考量

羅羅對風扇系統(tǒng)進行設(shè)計革新,實現(xiàn)了噪音最小化,其中考慮因素包括旋轉(zhuǎn)葉片和導向葉片的數(shù)量、葉片的幾何結(jié)構(gòu)、雙列旋轉(zhuǎn)葉片和導向葉片之間的距離以及風扇轉(zhuǎn)速,而風扇的氣動性能和機械性能,制造復雜性和成本則是設(shè)計中的關(guān)鍵考量。相似的技術(shù)同樣被運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60年代,發(fā)動機的設(shè)計問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)代渦輪風扇發(fā)動機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發(fā)動機家族就是范例。

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材料和制造技術(shù)的進步不僅大大降低了發(fā)動機噪音,同時也節(jié)省燃料消耗。不僅如此,通過控制噴氣流和周圍環(huán)境的相互作用能更大程度地減少噪音,比如遄達1000發(fā)動機使用的鋸齒形噴口后緣。

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聲襯設(shè)計——挑戰(zhàn)中的創(chuàng)新求索

對降噪起關(guān)鍵作用的聲襯設(shè)計其實充滿挑戰(zhàn)性,高強度的發(fā)動機運作環(huán)境、窄小的設(shè)計空間、協(xié)調(diào)各方面參數(shù)的靈活度都對其提出了很高的要求。

羅羅發(fā)動機短艙流道內(nèi)壁的聲襯設(shè)計,在發(fā)動機內(nèi)將聲能轉(zhuǎn)化為少量熱能,防止其擴散出去,對降噪起到重要作用。

羅羅使用先進的設(shè)計和制造技術(shù),通過材料創(chuàng)新來擴大有效聲區(qū)面積,同時保證維持原有的發(fā)動機整體長度和重量。例如由羅羅遄達900發(fā)動機首次使用的“無接縫進氣道襯墊”創(chuàng)新技術(shù),有效降低風扇噪音,相應(yīng)技術(shù)也應(yīng)用在波音787和空客A350XWB機型中。

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