Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шум работы двигателя самолета

Шум работы двигателя самолета

58. Быстрее звука

А Самолет летит со сверхзвуковой скоростью. Летчик находится в носовой части фюзеляжа А (рис. 75), двигатели — на плоскостях, в точках В и С. Может ли летчик слышать звук двигателей своего самолета?

Б — Не может! — в один голос заверяют все, решающие эту задачу.- Мы уже знаем из задачи о пловцах и волнах (да и без вашей задачи мы это знали), что при полете со сверхзвуковой скоростью звук двигателя можно услышать только внутри конуса, имеющего вершиной положение двигателя и расположенного позади двигателя. Два двигателя дают два конуса, заполненных звуком (В1ВВ2 и С1СС2 на рис. 75). Летчик находится вне этих конусов и, следовательно, не может слышать звук двигателей. Но спросите-ка пилота сверхзвукового самолета, и он вам скажет, что звук двигателей прекрасно слышен Только не спрашивайте его — почему, а постарайтесь объяснить сами.


Рис. 75

В Звук может распространяться не только по воздуху, но и по корпусу самолета. Скорость звука в воздухе — около 330 м /с в дюралюминиевой обшивке самолета — около 5000 м /с Не торопитесь с выводами! Летчик слышит звук не потому, что скорость самолета ниже скорости звука в дюрале! Даже при скорости самолета больше 5000 м /с звук будет слышен.

Дело в том, что между воздухом, как средой, в которой распространяется звук, и корпусом самолета есть существенная разница Воздух, неподвижный относительно Земли, движется относительно источника звука (двигателя) и приемника звука (летчика); корпус же самолета неподвижен относительно источника и приемника звука. Поэтому звук, распространяющийся в воздухе, уносится вместе с воздухом назад, не достигая летчика; звук, распространяющийся в корпусе летящего самолета, идет по корпусу тотно так же, как он шел бы в корпусе неподвижного самолета. Таким образом звук достигнет летчика по корпусу при любой скорости самолета *) .

*) ( Дискуссия, разгоревшаяся по поводу этой задачи (Наука и жизнь, 1967, № 1), была разрешена П. Барашевым единственно правильным способом — с помощью эксперимента. Описанный им в очерке «Стерегущие в ночи» («Правда», 22 декабря 1966 г.) новый полет на сверхзвуковой скорости полностью подтвердил:, летчик слышит звук, потому что он доходит по металлу. Эго же подтверждают и письма, присланные автору летчиками.)

Заметим, что поскольку самолет наполнен воздухом, который движется вместе с ним, то по этому внутреннему, неподвижному относительно самолета воздуху звук также может достичь кабины. Отсюда, кстати сказать, следует, что даже в космическом корабле, летящем со скоростью, намного большей скорости звука в воздухе и дюрале, звук работающих двигателей будет достигать всех отсеков корабля, в том числе и носового.

Другое дело, если летит рядом пара сверхзвуковых самолетэв. Единственной акустической средой, связывающей их, является уносящийся назад воздух. В этом случае услышать звук соседнего самолета невозможно. Для этого нужно было бы находиться внутри звукового конуса.

После всего сказанного выше довольно курьезным выглядит тот факт, что звук двигателей мог бы слышать тот, кто сумел бы лететь со скоростью самолета впереди двигателя в точке D, хотя эта точка находится вне звуковых конусов двигателей и единственной акустической средой, связывающей эту точку с самолетом, является уносящийся назад со сверхзвуковой скоростью воздух. Дело в том, что, как показано выше, звук двигателей по обшивке самолета добирается до самого носа фюзеляжа, а нос, уже как вторичный излучатель (ретранслятор), излучает небольшую долю звуковой энергии двигателей в воздух. Получается еще один наполненный звуком конус, вершиной которого является нос самолета. Точка D находится внутри этого конуса. Для точки Е звук двигателей абсолютно недоступен.

ru.knowledgr.com

Шум от самолетов — шумовое загрязнение, произведенное любым самолетом или его компонентами, во время различных фаз полета: на земле, в то время как припарковано, такой как вспомогательные блоки питания, едущий на такси, на подготовительном периоде от пропеллера и реактивного выхлопа, во время взлетают, внизу и ответвление к путям отъезда и прибытия, перелетая в то время как в пути, или во время приземления.

Механизмы звукового производства

Движущийся самолет включая реактивный двигатель или пропеллер вызывает сжатие и разреженность воздуха, производя движение воздушных молекул. Это движение размножается через воздух как волны давления. Если эти волны давления достаточно сильны и в пределах слышимого спектра частоты, сенсация слушания произведена. У различных типов самолетов есть различный уровень шума и частоты. Шум происходит из трех главных источников:

  • Аэродинамический шум
  • Двигатель и другой механический шум
  • Шум от систем самолета

Аэродинамический шум

Аэродинамический шум является результатом потока воздуха вокруг фюзеляжа самолета и поверхностей контроля. Этот тип шумовых увеличений со скоростью самолета и также в низких высотах из-за плотности воздуха. Самолеты с реактивным двигателем создают интенсивный шум из аэродинамики. Низколетящие, высокоскоростные военные самолеты производят особенно громкий аэродинамический шум.

Форма носа, ветрового стекла или навеса самолета затрагивает произведенный звук. Большая часть шума самолета пропеллера имеет аэродинамическое происхождение из-за потока воздуха вокруг лезвий. Главный вертолет и роторы хвоста также дает начало аэродинамическому шуму. Этот тип аэродинамического шума — главным образом низкая частота, определенная скоростью ротора.

Читать еще:  L15a двигатель холостой ход

Как правило, шум произведен, когда поток передает объект самолету, например крылья или посадочное устройство. Есть широко два главных типа шума корпуса:

  • Шум Плохо обтекаемого тела – переменный вихрь, теряющий с любой стороны плохо обтекаемого тела, создает низкие области давления (в ядре вихрей сарая), которые проявляются как волны давления (или звук). Отделенный поток вокруг плохо обтекаемого тела довольно нестабилен, и поток «свертывается» в кольцевые вихри — которые позже разламывают на турбулентность.
  • Шум края – когда турбулентное течение передает конец объекта или промежутки в структуре (высоко промежутки разрешения устройства лифта) связанные колебания в давлении, слышат, поскольку звук размножается от края объекта (радиально вниз).

Двигатель и другой механический шум

Большая часть шума в самолете пропеллера прибывает одинаково из пропеллеров и аэродинамики. Вертолетный шум аэродинамически вызван шум от главных роторов и роторов хвоста и механически вызвал шум от главной коробки передач и различных цепей передачи. Механические источники производят узкие пики высокой интенсивности группы, касающиеся скорости вращения и движения движущихся частей. В компьютере, моделируя шум условий от движущегося самолета может рассматриваться как источник линии.

Газотурбинные двигатели самолета (Реактивные двигатели) ответственны за большую часть шума от самолетов во время взлета и подъема, таковы как шум циркулярной пилы, произведенный, когда подсказки лопастей вентилятора достигают сверхзвуковых скоростей. Однако с достижениями в технологиях шумоподавления — корпус, как правило, более шумный во время приземления.

Большинство шума двигателя происходит из-за реактивного шума — хотя у высокого отношения обхода turbofans действительно есть значительный Шум Поклонника. Высокий скоростной самолет у отъезда задней части двигателя есть врожденное, стрижет нестабильность слоя (если не достаточно толстый), и свертывается в кольцевые вихри. Это позже разламывает на турбулентность. SPL, связанный с шумом двигателя, пропорционален реактивной скорости (к большой мощности) поэтому, даже скромные сокращения выхлопной скорости произведут большое сокращение Реактивного Шума.

Шум от систем самолета

Кабина и герметизация каюты и системы создания условий часто — крупный участник в каютах и гражданского самолета и военных самолетов. Однако одним из самых значительных источников шума каюты от коммерческого реактивного самолета, кроме двигателей, является Auxiliary Power Unit (APU), on‑board генератор, используемый в самолете, чтобы запустить основные двигатели, обычно со сжатым воздухом, и обеспечить электроэнергию, в то время как самолет находится на земле. Другие внутренние системы самолета могут также способствовать, такие как специализированное электронное оборудование в некоторых военных самолетах.

Воздействия на здоровье

Есть медицинские последствия поднятых уровней звука. Поднятое рабочее место или другой шум могут вызвать ухудшение слуха, гипертонию, ишемическую болезнь сердца, раздражение, нарушение сна, и уменьшили школьную работу. Хотя некоторая потеря слуха происходит естественно с возрастом во многих развитых странах, воздействие шума достаточно, чтобы ослабить слушание в течение целой жизни. Поднятый уровень шума может создать напряжение, число несчастных случаев рабочего места увеличения, и стимулировать агрессию и другие антиобщественные поведения.

Немецкое экологическое исследование

Крупномасштабный статистический анализ воздействий на здоровье шума от самолетов был предпринят в конце 2000-х Бернхардом Грайзером для Umweltbundesamt, центрального экологического офиса Германии. Медицинские данные более чем одного миллиона жителей вокруг кельнского аэропорта были проанализированы для корреляции воздействий на здоровье с шумом от самолетов. Результаты были тогда исправлены для других шумовых влияний в жилых районах, и для социально-экономических факторов, чтобы уменьшить возможное искажение данных.

Немецкое исследование пришло к заключению, что шум от самолетов ясно и значительно портит здоровье. Например, дневной средний уровень звукового давления 60 децибелов, увеличивающих ишемическую болезнь сердца на 61% в мужчинах и 80% в женщинах. Как другой индикатор, ночной средний уровень звукового давления 55 децибелов увеличил риск сердечных приступов на 66% в мужчинах и 139% в женщинах. Статистически значительные воздействия на здоровье уже действительно, однако, начинались со среднего уровня звукового давления 40 децибелов.

Совет FAA

FAA говорит, что максимальный круглосуточный средний уровень звука 65 дБ несовместим с жилыми сообществами. Сообщества в зонах поражения могут имеющий право на смягчение, такое как звукоизоляция.

В самолете

Шум, связанный с самолетом, не только затрагивает людей на земле, но также и тех в пределах самолета (например, летный экипаж, бортпроводники и пассажиры). В то время как, кажется, есть мало исследования в этой области, понижается, шум в самолете широко продвинут как выгода для нового самолета. Об уровне шума в Аэробусе A321 во время круиза сообщили как приблизительно 78 дБ (А). Во время такси, когда авиационные двигатели производят минимальный толчок, уровень шума в каюте был зарегистрирован в 65 дБ (А). Это на приблизительно 20 децибелов громче, чем рекомендуемые допустимые уровни для офиса, но на 20 децибелов ниже профессиональных шумовых пределов воздействия 85 дБ (А).

Познавательные эффекты

Моделируемый шум от самолетов в 65 дБ (А), как показывали, отрицательно затрагивал память людей и отзыв слуховой информации. В одном исследовании, сравнивающем эффект шума от самолетов к эффекту алкоголя на познавательной работе, было найдено, что моделируемый шум от самолетов в 65 дБ (А) имел тот же самый эффект на способность людей вспомнить слуховую информацию, как опьяняемую с уровнем Blood Alcohol Concentration (BAC) в 0,10. BAC 0,10 удваивает правовое ограничение, требуемое управлять автомашиной во многих развитых странах, таких как Австралия.

Читать еще:  Двигатель 3ct датчик температуры

Шумовые программы смягчения

В Соединенных Штатах, так как шум авиации стал общественной проблемой в конце 1960-х, правительства предписали законодательные средства управления. Авиаконструкторы, изготовители и операторы разработали более тихий самолет и лучшие рабочие процессы. Современный высокий обход турбовентиляторные двигатели, например, более тих, чем турбореактивные двигатели и низкий обход turbofans 1960-х. Во-первых, Сертификация Самолета FAA достигла шумоподавления, классифицированного как самолет «Стадии 3»; который был модернизирован до сертификации шума «Стадии 4», приводящей к более тихому самолету. Это привело к более низким шумовым воздействиям несмотря на увеличенный транспортный рост и популярность.

В 1980-х американский Конгресс уполномочил FAA разрабатывать программы, чтобы изолировать дома около аэропортов. В то время как это не обращается к внешнему шуму, программа была эффективной для жилых интерьеров. Некоторыми первыми аэропортами, в которых была применена технология, был международный аэропорт Сан-Франциско и международный аэропорт Сан-Хосе в Калифорнии. Компьютерная модель используется, который моделирует эффекты шума от самолетов на конструкции здания. Изменения типа самолета, образцов полета и местной метеорологии могут быть изучены. Тогда выгода строительства стратегий модификации, таких как модернизация крыши, улучшение застекления окна, изменение направления камина, затыкая строительные швы может быть оценена.

Ночь летающие ограничения

В Хитроу, Гэтвике и аэропортах Станстеда в Лондоне, Великобритания и Франкфуртском Аэропорту в Германии, ночь летающие ограничения применяются, чтобы уменьшить шумовое воздействие ночью.

О реактивных самолётах и звуковой скорости

О реактивных самолётах и звуковой скорости

Сообщение 23 сен 2005, 21:21

Многие думают, что на этих фото запечатлён самолёт во время преодоления звукового барьера, но они ошибаются

На самом деле, такие штуки происходят, когда самолёт пролетает через область повышеной влажности и на большой скорости происходит мгновенная конденсация водяных паров! из-за резкого перепада давления.

А ниже пара ответов на интересные вопросы о скорости звука.. (для самообразования)

Вопрос: Слышен ли звук двигателей при переходе на сверхзвук.
Ответ: На этот вопрос традиционно народ малообразованный отвечает «конечно нет!», считая, что раз самолёт летит на сверхзвуковой скорости, то и его собственный звук будет от него отставать. Более «продвинутые» считают, что слышно будет всё равно, так как 1) скорость звука в металле много выше скорость звука в воздухе и (уже правильно) — 2) относительно конструкции самолёта и воздуха внутри машины двигатель и пилот неподвижны. Это всё так, но на самом деле, всё же, основная составляющая шума двигателей передаётся по воздуху снаружи самолёта и поэтому, при преодолении скорости 1М шум двигателей сильно стихает. Подтверждение тому слова Леонида Механикова, отлетавшего много лет на сверхзвуковой авиации, который говорил, что на МиГ-17 переход звукового барьера никак не чувствуется. Только реакция машины на управление чуть-чуть меняется, да двигателей почти не слышно становится.

Вопрос: Раздаётся ли грохот при преодолении самолётом звукового барьера
Ответ: Нет. Во-первых, сразу стоит отметить, что скорость обтекания воздухом самолёта в различных узлах различная (собственно, за счёт этого они и летают — подъёмная сила создаётся из-за того, что воздух над крылом движется с большей скоростью, чем под ним), так что «единомоментного» перехода на сверхзвуковую скорость не существует. Есть диапазон скоростей, ниже которых всё обтекание самолёта дозвуковое, а выше в основном сверхзвуковое. А что же до грохота? Когда самолёт летит на сверхзвуке, то в атмосфере постоянно распространяется мощная ударная волна, фронт которой пересекая уши стороннего наблюдателя и воспринимается как нечто взрывоподобоное.

Сообщение 23 сен 2005, 21:27

Сообщение 23 сен 2005, 21:42

Сообщение 19 июн 2007, 20:31

Посетителей авиасалона в Ле-Бурже поразил российский МиГ

Хотя считается, что самое интересное на авиасалоне новейшие разработки в гражданской авиации, настоящей звездой Ле-Бурже стал российский МиГ-29, поразивший посетителей невероятными возможностями.

Невероятный по впечатлению полет российского истребителя Миг-29 на известнейшем авиасалоне Ле Бурже во Франции. Самолет летит, кажется, вопреки всем законам природы. Благодаря особому двигателю — Миг-29 может проделывать элементы высшего пилотажа, недоступные боевым самолетам других стран. За полетом следили почти все посетители авиасалона. Хотя считается, что там самое интересное — это новейшие разработки и огромные контракты в гражданской авиации

На каждом салоне Ле Бурже есть своя звезда. В прошлый раз это был самый большой в мире самолет «Аэробус-380». Тогда участники салона, задирая вверх головы, разглядывали двукрылого гиганта величиной с семиэтажный дом, способного принять на борт сразу 900 человек. Но сегодня эта супермашина стоит в гордом одиночестве.

Рене Портц, генеральный комиссар авиакосмического салона «Ле Бурже»: «В этом году всe наоборот, все стремятся увидеть не большой, а наоборот, очень маленький, но совершенно феноменальный самолет «МИГ-29М ОВТ». Вся пресса только и пишет, что это должно быть по-настоящему здорово. Оказывается, что и военный самолет может затмить всe и всех своей популярностью».

Читать еще:  Honda s2000 технические характеристики двигателя

Когда любимец публики поднялся в небо, даже скептикам оставалось признать: между прошлым и будущим есть только «МИГ-29М ОВТ». Смотреть на него сбежались даже те, кто в тот момент заключал важные межгосударственные контракты. То, что истребитель вытворяет в воздухе, кажется невероятным и повторить не сможет никто в мире. Он сбрасывает скорость до нуля, падает вниз перпендикулярно земле и снова, вырисовывая головокружительное сальто, взмывает в воздух, сообщает Первый канал.

Алексей Федоров, генеральный директор, генеральный конструктор РСК «МИГ»: Говорит про то, что это не только для красоты и чтобы публику приводить в восторг, но и для того, чтобы вести бой и уходить от противника.

Оказывается время, когда российский авиапром перебивался изготовлением жестяных кастрюль, закончилось. Заказчики стоят в очереди, в том числе, и это уникально для современной России, не только на истребители, но и на наш гражданский самолет «Суперджет-100». В конце года он будет запущен в серийное производство, но в Ле Бурже уже можно почувствовать себя в роли его первого пассажира.

Это будет единственный в мире региональный самолет, на полках которого поместятся огромные чемоданы. Их просто не нужно будет сдавать в багаж. И впервые в отечественном лайнере нашлось место ногам. Ваши колени не будут наконец-то упираться в кресло впереди сидящего пассажира.

Еще несколько лет назад это называли революцией в авиации. Но сегодня салон демонстрирует не один и не два, а уже десятки самолетов-невидимок, не нуждающихся в пилотах. А то, о чем говорят здесь, кажется научной фантастикой. Вот, например, «Роскосмос» совместно с европейцами набирают группу добровольцев для полета на Марс, правда, пока для наземной его имитации

Реактивные двигатели помогут сделать сверхзвуковые самолеты тише

Американский стартап NCTAR запатентовал новую технологию, которая может позволить снизить шумность сверхзвуковых пассажирских самолетов при полете на сверхзвуковой скорости. Как пишет Aviation Week, разработчики предложили использовать реактивные двигатели летательных аппаратов для отражения и перенаправления ударных волн, образующихся на планере самолета при сверхзвуковом полете.

В настоящее время существует несколько проектов сверхзвуковых пассажирских самолетов, которые должны сделать перелеты быстрее и помочь справиться с ростом объемов пассажирских перевозок. При этом сверхзвуковые полеты над населенной частью суши сегодня запрещены, что является одним из серьезных сдерживающих факторов на пути развития сверхзвуковой авиации.

Поводом для запрета сверхзвуковых полетов над населенной сушей является высокая шумность. Дело в том, что на сверхзвуковой скорости на планере самолета образуются ударные волны, которые наблюдателями на земле воспринимаются как взрыв. Существующие сегодня проекты сверхзвуковых самолетов предполагают оптимизацию конструкции планеров летательных аппаратов таким образом, чтобы на них образовывалось как можно меньше ударных волн.

Стартап NCTAR предложил не ограничиваться только лишь оптимизацией планера сверхзвукового самолета. Разработчики компании создали трехмерную модель сверхзвукового пассажирского высокоплана с обтекаемым фюзеляжем и изогнутым кверху крылом. Под крылом и немного вперед от него на небольших крыльях располагаются реактивные двигатели.

По оценке разработчиков, при сверхзвуковом полете ударные волны, образующиеся преимущественно на передней кромке крыла, сначала будут двигаться вниз, а затем отражаться от вверх. Отражение ударных волн будет происходить от пограничного слоя, образующегося между свободно набегающим потоком воздуха и реактивной струей двигателей самолета.

При этом часть отраженных ударных волн будут попадать на крыло самолета с нижней стороны, создавая одновременно ударную нагрузку на конструкцию и дополнительную подъемную силу. Для того, чтобы снизить динамическую ударную нагрузку на крыло разработчики из NCTAR и предложили сделать его изогнутым кверху. Благодаря этому ударные волны будут соскальзывать по нижней плоскости крыла и уходить вверх.

NCTAR также предложила изменить конструкцию сопла двигателей сверхзвукового самолета таким образом, чтобы газовый поток из внешнего контура силовой установки располагался под реактивной струей газогенератора. Скорость течения газа из внешнего контура будет ниже скорости течения газа из газогенератора и значительно ниже скорости свободного воздушного потока вокруг двигателя. Предполагается, что это позволит предотвратить образование ударных волн на мотогондолах.

С помощью специалистов из Калифорнийского технологического института и Принстонского университета разработчики NCTAR провели двумерное и трехмерное гидродинамическое моделирование ударных волн на их модели сверхзвукового самолета. Моделирование показало, что наиболее интенсивные ударные волны отражаются вверх и не могут достичь земли. При этом интенсивность оставшихся волн снижается на 63 процента.

В середине прошлого года стало известно, что Научно-исследовательский центр имени Жуковского приступил к научно-исследовательской работе по программе сверхзвукового пассажирского самолета. Работы направлены на проработку концепции сверхзвукового самолета и создание научно-технического задела. Результаты работы центра по программе нового летательного аппарата позволят приступить к его эскизному проектированию с 2022 года.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector