陳玲　夏語

【摘 要】對民用飛機艙內(nèi)噪聲源進行闡述，列舉了國際上飛機艙內(nèi)噪聲的限制和要求，最后對民用飛機艙內(nèi)噪聲的控制及設(shè)計提出建議。

【關(guān)鍵詞】艙內(nèi)噪聲；設(shè)計；噪聲控制

1 飛機艙內(nèi)噪聲

飛機座艙的噪聲性能分析設(shè)計歷來都是制造商和科研人員非常重視的問題。尤其是隨著乘客對舒適性的要求日益提高，以及商用飛機市場的競爭日趨激烈，對座艙內(nèi)部聲環(huán)境的要求也與日俱增，不僅要滿足適航性，還應(yīng)當(dāng)盡可能地降低噪聲，提高聲質(zhì)量，以改善乘客和工作人員的舒適度，增強機型的市場競爭力。

飛機艙內(nèi)噪聲系指飛機客艙、駕駛艙、服務(wù)艙（如廚房）等處的噪聲，它直接影響機組人員的工作效率和乘員的舒適性，對航空公司的商業(yè)信譽和經(jīng)濟效益密切相關(guān)。為此，需努力采取各種隔聲、吸聲和消聲措施，改善飛機各聲源的相對布局，降低艙內(nèi)噪聲級，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。因此，在設(shè)計階段對艙室噪聲進行分析，有利于指導(dǎo)艙室聲學(xué)設(shè)計。

2 主要噪聲源[1]

飛機噪聲主要是由高速流動的氣流及對處于高速氣流中物體的繞流和相對運動所產(chǎn)生的結(jié)果。飛機噪聲的噪聲源主要可分為動力裝置噪聲、輔助動力裝置噪聲、有關(guān)的航空器系統(tǒng)噪聲、機體空氣動力學(xué)噪聲、飛機巡航飛行的近場噪聲、聲爆和大型航空試驗設(shè)施的工作噪聲等。

2.1 動力裝置噪聲

動力裝置噪聲是航空噪聲中最重要的噪聲源，包含有發(fā)動機噪聲、螺旋槳噪聲和反推力裝置噪聲等，其中以前兩者的噪聲在動力裝置噪聲中所占比重較大。

2.2 輔助動力裝置噪聲

輔助動力裝置工作過程產(chǎn)生的噪聲級，比主發(fā)動機產(chǎn)生的噪聲級低，但與飛機的其他噪聲相比，聲級還是較高，成為影響飛機艙內(nèi)聲學(xué)環(huán)境和艙外停機坪工作環(huán)境的重要噪聲源。

2.3 系統(tǒng)噪聲

有關(guān)的航空器系統(tǒng)，指影響航空器艙內(nèi)聲學(xué)環(huán)境的有關(guān)系統(tǒng)，如環(huán)境控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)工作時，高速氣流的流動會產(chǎn)生噪聲，影響了飛機艙內(nèi)聲學(xué)環(huán)境，影響到飛機的舒適性、可靠性和安全性。

2.4 機體噪聲

當(dāng)飛機高速飛行時，空氣流圍繞飛機的機身、機翼、尾翼、操縱舵而和起落架裝置等流動，產(chǎn)生邊界層，速度越高，邊界層轉(zhuǎn)和分離現(xiàn)象越大，產(chǎn)生的噪聲聲極也越高，不亞于飛機巡航飛行時動力裝置產(chǎn)生的噪聲級。

3 飛機艙內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計限度值

目前還沒有公認的限制飛機艙內(nèi)噪聲的國際標(biāo)準(zhǔn)，但許多國家和地區(qū)制定并實行了本國本地區(qū)的艙內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)[2]。世界各國對飛機在巡航過程中的艙內(nèi)噪聲設(shè)計限度值進行了規(guī)定。

1）美國軍用規(guī)范艙內(nèi)聲壓級標(biāo)準(zhǔn)MIL-S-08806B，規(guī)定在沒有保護的條件下在乘客位置上的聲壓級標(biāo)準(zhǔn)，美國民用飛機絕大部分低于此標(biāo)準(zhǔn)。表1為波音767飛機在10668m高空，以馬赫數(shù)0.8作巡航飛行時的艙內(nèi)噪聲限度值。

2）前蘇聯(lián)和前經(jīng)互會組織，1981年起實行的標(biāo)準(zhǔn)為TOCT-81《民航飛機與直升機，客艙與乘務(wù)員艙內(nèi)允許的噪聲水平與噪聲測量方法》，該組織規(guī)定飛機在巡航飛行時，艙內(nèi)聲壓級不允許超過表1所列的值。

3）英國標(biāo)準(zhǔn)局（RAE）和英國-歐洲航空標(biāo)準(zhǔn)，飛機艙內(nèi)的A計權(quán)聲級在短時間內(nèi)，可以允許到達100dB，但在較長的時間下，一般應(yīng)低于90dB。特別在長時間的巡航飛行時，對大中型客機的艙內(nèi)噪聲級標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)在80dB左右，對小型飛機，因巡航時間較短，大多數(shù)可允許在85dB左右。

我國對艙內(nèi)噪聲沒有公開的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國內(nèi)民用航空的發(fā)展現(xiàn)狀以及世界上的同等機型的艙內(nèi)噪聲水平，國內(nèi)民機設(shè)計目標(biāo)一般為客艙噪聲值平均在80dBA，客艙后部噪聲最大不超過85dBA。

4 艙內(nèi)噪聲控制方法

4.1 降低飛機噪聲的主要途徑

1）制定飛機噪聲標(biāo)準(zhǔn)，在綜合考慮的基礎(chǔ)上，提出合理的、嚴(yán)格的噪聲控制指標(biāo)和噪聲控制設(shè)計目標(biāo)。

2）充分重視降低飛機各噪聲源的噪聲控制工作，尤其是要從動力裝置降噪著手，重視動力裝置各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計方而的更改和聲學(xué)方而的改進。

3）重視飛機設(shè)計的氣動布局工作對噪聲的影響，合理地進行布局設(shè)計工作、合理地進行飛機零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。從聲的傳播特性著手，重視機身的布置設(shè)計有效降低飛機的噪聲。

4）針對發(fā)動機，盡量采用等推力、低噪聲的動力裝置（主要是發(fā)動機）替換原先噪聲高的動力裝置。在過去的20間，致力于發(fā)動機降噪的美國航空界，單是換裝低噪聲發(fā)動機，就使某些機型的邊線噪聲級，從有效感覺噪聲級110dB，降低到90dB。下面對發(fā)動機噪聲控制技術(shù)重點闡述。

4.2發(fā)動機噪聲控制技術(shù)

1）用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機換裝渦輪噴氣發(fā)動機。用同等推力級的高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機換裝低涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，將使飛機噪聲降低很多。

2）降低渦扇發(fā)動機主要噪聲源-風(fēng)扇噪聲，主要技術(shù)有：取消風(fēng)扇進口導(dǎo)流葉片；降低風(fēng)扇葉片的葉尖速度；優(yōu)選風(fēng)扇葉片與出口導(dǎo)流葉片的數(shù)目；適當(dāng)增加風(fēng)扇葉片與出口導(dǎo)流葉片之間的距離；改善風(fēng)扇葉片前緣的外形；增加風(fēng)扇葉片的寬度和調(diào)整風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片的安裝角等。

3）降低噴氣射流速度，對渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，采用排氣噴流混合器和噴管消聲器。對短艙進行聲學(xué)處理，在進氣道、內(nèi)外涵道的排氣道壁上敷設(shè)吸聲襯套，多段鋪設(shè)不同類型的吸聲襯層，可減少進排氣噪聲。

5 艙內(nèi)聲學(xué)設(shè)計

飛機艙內(nèi)噪聲控制的目的是保證飛機機組人員與旅客機的舒適性，艙內(nèi)聲學(xué)環(huán)境設(shè)計要求遵循下列原則[2]。

1）設(shè)計良好的隔聲壁板和隔聲結(jié)構(gòu)，一般先進行對不同結(jié)構(gòu)隔聲性能的理論預(yù)測，然后實驗測試，作系統(tǒng)比較，優(yōu)選出相對性能良好的隔聲壁板結(jié)構(gòu)。

2）艙內(nèi)生活設(shè)施、裝飾材料、裝飾結(jié)構(gòu)等必須選用有良好的吸聲、隔聲性能，又能滿足適航規(guī)章要求（如防火、阻燃、無毒、無嚴(yán)重氣味和重量輕等）的材料。

【參考文獻】

[1]飛機設(shè)計手機5[M].航空工業(yè)出版，2001.

[2]雷世豪，姜子茂.飛機座艙環(huán)境聲學(xué)設(shè)計原則[J].航空學(xué)報，1994.

[3]王建明，柴家振，雷世豪.民機艙內(nèi)噪聲控制技術(shù)分析及理論預(yù)估[J].民用飛機設(shè)計與研究，1995.

[責(zé)任編輯：鄧麗麗]