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首页>>新闻中心>>飞机座舱的隔声吸音减振降噪技术  
飞机座舱的隔声吸音减振降噪技术    2013-9-2
内容概要:资料表明,若在双层壁隔声结构中填充柔软多孔的PANHOO吸音材料,则吸声材料一方面可吸声,另一方面对板的振动起阻碍作用,从而进一步提高隔声性能。

   在航空工业发展初期,飞机飞行性能是飞机设计中追求的主要目标。随着世界航空工业的发展和竞争的日益加剧,经济性、舒适性被提到越来越重要的位置,往往成为航空公司选择购买飞机的主要技术指标。座舱噪声是影响飞机舒适性的第二重要因素,因而,世界航空发达国家对噪声问题都非常重视,制定了严格的座舱噪声标准。国外当代大中型运输机,由于采用涡轮风扇发动机以及采用了隔声性能好的舱壁隔音结构,舱内噪声水平都非常低。
  涡轮螺旋桨飞机的噪声频率低,与飞机壁板固有频率容易吻合,具有较强的穿透性,不宜隔离。其舱内降噪问题一直是一个世界性难题。但由于其在低速时的使用经济性,现在以至将来都不会被涡扇飞机所代替。
  飞机座舱降噪技术
  座舱降噪的基本方法不外乎两大类:一是控制声源;二是从传播途径上控制噪声。下面对国内外已经采用或正在研究的各种降噪措施作一简要介绍。
  主动降噪技术
  1)降低声源噪声
 ?、倩蛔靶阅苡旁降姆⒍ㄉ辞慷冉先醯姆⒍?。
 ?、诟慕菪啊档徒庀喽月砗帐?、增加桨叶数目、改进沿展向桨叶形状。
  2)利用声波干涉降噪
 ?、偻蕉ㄏ啵憾远喾⒎苫?,使用一套转速控制系统,使同一架飞机上的各台发动机螺旋桨转相位差保持恒定,以消除空间噪声脉动。
 ?、诜聪蛐憾远喾⒎苫?,使飞机机身两侧对称的发动机螺旋桨旋转方向相反,造成舱内声波干涉,降低噪声。
  被动降噪技术
  采用隔声、吸声、阻尼、动力吸振器等措施降噪。
  1)隔声
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  声波穿过单层板必须通过两个界面,一是从空气到固体的界面,另一个是从固体到空气的界面,由于界面上特性阻抗的骤然变化,声波将产生两次反射,所以透过单层板的声波被大大减弱。
  单层板隔声量计算公式为:
  上式说明,单层板面密度加倍,隔声量提高6dB;频率提高一倍,隔声量也增加6dB,这就是著名的隔声质量定律。
  在上式的推导过程中忽略了板自身的弹性和阻尼作用,实际上单层板的隔声性能主要由它的面密度、刚度和阻尼所决定,在单层板隔声结构中,除了采用增大板的面密度的方法提高隔声量外,还可在板面粘贴蜂窝夹层以增大板的刚度及粘贴阻尼层增大结构阻尼来降噪。
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  双层板中间夹有一定的空气层,其隔声量比单层板提高许多,这是由于声波多次反射而使声强逐级衰减的缘故。
  双层板隔声量近似计算公式为:
  资料表明,若在双层壁隔声结构中填充柔软多孔的PANHOO吸音材料,则吸声材料一方面可吸声,另一方面对板的振动起阻碍作用,从而进一步提高隔声性能。
  2)吸声技术
  在飞机机舱内壁上布置聚酯纤维隔音棉、环保吸音棉等安全环保高效的吸音材料,防止声音从壁面上反射,从而吸掉混响声。比较适用于飞机上的吸声材料为PANHOO梯度吸音棉,梯度吸音棉具有难燃、容重小、防蛀、耐蚀、耐热、抗冻、隔热、全频高效吸音等特点。
  3)阻尼减振降噪技术
  如前所述,噪声主要通过两种途径传播至机身舱内,一是引起机身舱壁结构振动发声,二是通过空气传播至舱壁后透射入舱内。声波对舱壁的透射实际上也是通过舱壁的振动而产生的,如果舱壁无限刚度或舱壁质量很大,则声波无法透过舱壁。而如果舱壁的固有频率和声波的频率接近,则会引起共振,从而导致透射增强。
  飞机噪声一般属宽带随机振动,而飞机结构又有从低到高的各阶固有频率,因此采用改变刚度或质量的方法不可能使结构的固有频率避开宽带激振频率,所以必然会产生共振。阻尼减振降噪技术使用粘弹性阻尼材料涂于舱壁内表面,从而抑制各共振峰。这种减振方法的最大优点是可以在较宽的频率范围内进行抑制,特别适用于随机和宽带振动环境。 常用的阻尼减振材料有高阻隔声毡、PANHOO隔音毡,此种隔音材料质轻、超薄、柔软、拉伸强度大;施工方便、成本低;阻燃、防潮、防蛀;最重要的特点是材料环保、内阻尼大、隔声性能强,同时具备减振效果,是一种阻尼性隔声材料。
  4)动力吸振器
  在机身壁板框缘和长桁上安装动力吸振器,可减低机身壁板振动,从而降低因壁板振动而产生的结构噪声。
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