Разработка метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД

Калабухов, Вадим Николаевич

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Разработка метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД

кандидата технических наук: Калабухов, Вадим Николаевич
город: Самара
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.07.05

Диссертация по авиационной и ракетно-космической технике на тему «Разработка метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД»

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД"

На правах рукописи

Калабухов Вадим Николаевич

Ыс

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИДЕНТИФИКАЦИИ И СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ШУМА ДОЗВУКОВОЙ РЕАКТИВНОЙ СТРУИ ГТД

05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара-20 И

2 6 МАЙ 2011

4848117

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» на кафедре автоматических систем энергетических установок.

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Крючков Александр Николаевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кныш Юрий Алексеевич; доктор технических наук, профессор Цыбизов Юрий Ильич.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Защита состоится 10 июня 2011 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.215.02, созданного при ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» (СГАУ), по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке СГАУ.

Автореферат разослан 6 мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., доцент

Головин А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ДХ EP.NL, Е1>.\ дБ О ~

- 10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

Актуальность работы. Использование мощных газотурбинных двигателей (ГТД) в авиации обусловлено высокой эффективностью таких установок. В тоже время рынок ГТД предъявляет все возрастающие требования к показателям эксплутаци-онного и экологического совершенства двигателей нового поколения. Одним из факторов, которые определяют экологическое совершенство ГТД и, в конечном счете, его интеграцию в окружающую среду является уровень шума двигателя. Шум пассажирских дозвуковых самолетов на местности ограничен национальными стандартами и стандартами Международной организации гражданской авиации ИКАО. Анализ этих стандартов, применительно к шуму ГТД, показывает непрерывное ужесточение норм по шуму. Это позволило существенно снизить уровень шума новых ГТД (рис. 1).

Применение различных методов шумоглушения привело в настоящее время к тому, что шум вентилятора, компрессора, турбины, камеры сгорания ГТД значительно снизился, но при этом шум дозвуковой реактивной струи стал более заметным.

Особое внимание при разработке мероприятий по уменьшению шума дозвуковой реактивной струи обращается на снижение шума в самом источнике, т.е. снижение шума реактивной струи существующих ГТД и создание новых двигателей с низким уровнем шума реактивной струи. Решение этих задач, как правило, включает: экспериментальные исследования моделей глушителей шума реактивной струи на модельных стендах (заглушённая камера); расчетное определение эффективности глушителей шума струи при внедрении их в состав ГТД; экспериментальные исследования глушителей в составе ГТД на открытом акустическом стенде.

. Таким образом, необходимость идентификации реактивной струи, как источника шума, возникает на этапах проектирования и доводки ГТД, а также на этапе сертификации самолета по шуму.

Одним из методов определения акустических характеристик дозвуковой реактивной струи ГТД на этапах проектирования и доводки двигателя является расчетная оценка уровней шума струи. Следует отметить, что в настоящее время физическая теория аэродинамического шума не является основой практических инженерных расчетов. В современной отечественной практике, для таких расчетов используются эмпирические модели основных характеристик аэродинамического шума (безразмерный спектр звукового давления, фактор направленности). Такие модели получают на основании большого числа экспериментальных исследований газовых струй на модельных и натурных акустических стендах.

г. Реякгионые самолеты \\l-ro поколения \

.ГГ8Р-7 \ нк.а-:> нк-аб \ \J19D-59A

Глава 3 1 -----* Г№'4084 СТМ«6 7 "Треит"800\\ СЕ90 778

___ . Глава 4

Предложение ХАвА

1960 1970 1980 1990 2000

2010 2020

ГОДЫ

Рис. 1. Изменение норм ИКАО по шуму на мест-■ ности для дозвуковых реактивных самолетов

Однако, как показали результаты многочисленных исследований акустических характеристик ГТД на открытом акустическом стенде ОАО «Кузнецов», отражающая

поверхность стенда влияет на акустические характеристики ГТД. Например, на рис.2 представлены спектры шума ГТД, измеренные на расстоянии 100 м от двигателя. Измерения осуществлялись одним микрофоном на двух высотах последовательно: 4,5м и 1,5 м. Из рисунка видно, что спектры шума ГТД содержат значительные искажения. Поскольку подобные искажения на спектрограммах не отражают действительного шума, то это не позволяет точно идентифицировать основные источники шума ГТД. Очевидно, что это сказывается и на точности эмпирических моделей аэродинамического шума и, как следствие, на точности расчетных оценок. Достоверность информации об. эффективности мероприятий по шумоглушению дозвуковой реактивной струи ГТД также зависит от точности идентификации реактивной струи, как источника шума двигателя.

Таким образом, разработка метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД является актуальной научно-технической задачей.

Цель исследования.

Разработка метода идентификации дозвуковой реактивной струи ГТД, учитывающего влияние отражающей поверхности открытого акустического стенда на спектры шума, и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД.

Задачи исследования.

1. Теоретическое исследование влияния поверхности открытого акустического стенда на шум дозвуковой реактивной струи ГТД.

2. Разработка метода идентификации дозвуковой реактивной струи, как источника шума, по спектрам уровней звукового давления, полученным при испытаниях ГТД на открытом акустическом стенде с учетом влияния отражающей поверхности стенда.

3. Разработка методики расчета шума дозвуковой реактивной струи в свободном звуковом поле, основанной на скорректированных эмпирических моделях (безразмерный спектр и фактор направленности). ■

4. Разработка и экспериментальное исследование устройства реализующего акустический метод снижения шума дозвуковой реактивной струи.

Достоверность результатов, полученных в диссертации, обеспечивается корректной, постановкой задач, использованием современных аналитических и экспериментальных методов их решения и использованием экспериментальных данных, полученных на аттестованных стендах. Обработка результатов экспериментов произведена с использованием системы компьютерной математики Matead и методов математической статистики.

Научная новизна работы.

1. Получено выражение для поправки спектра шума дозвуковой реактивной струи на влияние поверхности открытого акустического стенда;

2. Разработан метод идентификации дозвуковой реактивной струи, как источ-

Рис. 2. Спектры шума ГТД по показаниям микрофонов, установленных на разных высотах от поверхности стенда

ника шума, по спектрам уровней звукового давления, полученным двумя микрофонами, установленными на разных высотах от поверхности стенда.

3. Разработана методика расчета шума дозвуковой реактивной струи в свободном звуковом поле, основанная на эмпирических моделях, учитывающих влияние отражающей поверхности на шум реактивной струи.

4. Экспериментально определен комплекс конструктивных безразмерных параметров, определяющих эффективность снижения шума реактивной струи струйным глушителем, состоящим из основного сопла диаметром D и равномерно расположенных по окружности периферийных сопел диаметром d, включающий в себя: относительный диаметр периферийных сопел d =d/D; относительное радиальное удаление осей периферийных сопел от кромки срезы основного сопла Н = H/D; относительное осевое удаление плоскости среза периферийных сопел от плоскости среза основного сопла х = x/D; относительную площадь раскрытия периферийных сопел

Fnc/Fc-

5. На базе модельных экспериментальных исследований установлены диапазоны эффективных значений конструктивных безразмерных параметров предлагаемого струйного глушителя: Н = 0,05....0,5 ; х = 0,5.... 1 ;F = 0,12.....0,17. Эффективные значения конструктивных безразмерных параметров d ,Н и F реализованы в конструкции струйного глушителя шума дозвуковой реактивной струи НК-86, что обеспечило снижение шума струи на 4,5 EPN дБ, по сумме в трех контрольных точках.

Практическая ценность.

1. Разработанный метод определения акустических характеристик дозвуковой реактивной струи, соответствующих свободному звуковому полю, при испытаниях ГТД на открытом стенде позволяет, с одной стороны уточнить существующие методы расчета шума реактивной струи, а с другой, получать достоверные оценки эффективности средств шумоглушения реактивной струи ГТД. Основные положения данного метода вошли в действующий отраслевой стандарт «Двигатели газотурбинные и силовые установки. Акустические характеристики и методы их определения. Отраслевой стандарт ОСТ 1- 00036-84». В разделе требований к стенду и измерительной аппаратуре (параграф 2, пункт 2.1.7.)говорится, что микрофоны должны быть установлены на двух высотах: на уровне оси двигателя и на расстоянии (0,5 +/- 0,1) м от поверхности площадки стенда. В разделе «Обработка и оформление результатов измерений» (параграф 4, пункт 4.2.6) говорится, что матрица шума ГТД до частоты 1250 Гц включительно состоит из уровней звукового давления, измеренных на высоте 0,4 -0,6 м, а начиная с частоты 1600 Гц - из уровней звукового давления, измеренных на уровне оси двигателя. Это позволяет исключить первые интерференционные провалы, вносящие в спектры шума двигателя наибольшие искажения.

2. Разработанный струйный глушитель шума (многотрубчатое сопло) дозвуковой реактивной струи ГТД рассматривался в качестве дополнительного акустического мероприятия при доработке двигателя НК-86 до требований главы 3 стандарта ИКАО по авиационному шуму и в качестве резервного акустического мероприятия для двигателя НК-64. Отсутствие потерь, при работе двигателя в стационарных условиях, позволяет использовать многотрубчатое сопло в качестве глушителя шума струи при стендовых испытаниях ГТД.

Апробация работы.

Основные результаты, полученные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих конференциях: VIII научно-техническая конференция по аэроаку-

стике (ЦАГИ, 1986г.); IX научно-техническая конференция по авиационной акустике (ЦАГИ, 1989 г.); первая Всесоюзная школа-конференция «Математическое моделирование в машиностроение» (Куйбышев, 1990 г.); VII, VIII, IX, X, XII межвузовские конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара, 1997-2000 г., 2002г.); четвертый Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (весенне-летняя сессия), Петрозаводск 2003г.; XXIV Российская школа по проблемам науки и технологий (Миасс, 2004 г.); I, II Всероссийские научные конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара, 2004-2005 гг.); XI Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении» (Пенза 2007г.); VI Международная научно-технической конференция «Прогрессивные технологии в машиностроении» (Пенза 2008 г.); Международные научно-технические конференции «Проблемы и перспективы развития двигате-лестроения» (Самара, 1999 г., 2003 г., 2006 г., 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 работы. Из них: 8 авторских свидетельств; 1 патент РФ; 15 тезисов докладов; 9 статей, в том числе 5 - в журналах, рекомендуемых ВАК. Личный вклад автора в совместные публикации по теме диссертационной работы заключается в определении поправки спектров шума дозвуковой реактивной струи на влияние поверхности акустического стенда; определении эмпирических моделей методики расчета шума струи, учитывающих влияние отражающей поверхности на шум реактивной струи; проведении сравнения экспериментальных данных с результатами расчетов; выполнении анализа результатов модельных испытаний струйного глушителя.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, содержащего 137 наименований. Общий объем диссертации 188 страниц, 70 рисунков, 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы и научная новизна работы, дана краткая характеристика диссертационной работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе делается краткий обзор современных проблем снижения шума ГТД. Показано современное состояние проблемы идентификации дозвуковых реактивных струй ГТД. Исходной'информацией для проведения идентификации реактивной струи ГТД на открытых акустических стендах являются спектрограммы уровней звукового давления в третьоктавных полосах частот. Расчетные методы также зависят от качества спектрограмм шума т.к., в основном, базируются на эмпирических моделях основных характеристик аэродинамического шума (безразмерный спектр звукового давления, фактор направленности).

Экспериментальное исследование выходных устройств ГТД является основным эмпирическим методом изучения шума дозвуковой реактивной струи. Этим же путем определяется эффективность средств глушения шума струи. Акустические стенды и установки используют как ведущие научные центры: NASA (США), ONERA (Франция), QINETIQ (Англия), DLR (Германия), CAE (Китай) в РФ это ЦИАМ и ЦАГИ, так и двигателестроительные фирмы: «Дженерал Электрик», «Пратт-Уитни», «Роллс-Ройс» и международные консорциумы - CFMI и IAE. В РФ открытые акустические стенды применяют ОАО «Кузнецов», ОАО НПО «Сатурн», ОАО «Авиадвигатель». Однако исследование акустических характеристик ГТД на открытых стендах представляет собой сложную задачу с точки зрения влияния, на измеренные уровни шума, структуры и состояния поверхности стенда.

Теория шума дозвуковых реактивных струй разработана довольно подробно в работах отечественных и зарубежных ученых, таких как: Гутин Л.Я., Юдин Е.Я., Бло-хинцев Д.И., Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Смольяков А.В, Lighthill M.J, Phillips О.М., Lilley G.M., Howe M.S.

Весьма важной является задача определения полей направленных излучателей в присутствии поверхностей отражающих звук. Отмеченной проблеме посвящены работы Ловенштейна С.Д., Виноградова Э.Л., Фурдуева В.В., Исаковича М.А., Пугача В.М., Лямшева Л.М., Леонтьева Е.А., Красильниковой Т.Н., Генералова А.В., Загузо-ва И.С., Welhowwitz W., Oestreicher H.L., Kawai T., Chien C.F., Coroka W.W., Thomas-son S.I., Powell A.

Вопросы, связанные с расчетом характеристик шума, создаваемого реактивными самолетами в дальнем поле, рассматривались в работах Соркина Л.И., Мхитаряна А.М., Мунина А.Г., Самохина В.Ф., Шипова Р.А., Власова Е.В. и др.

В этой же главе проводится обзор современных методов и средств снижения шума дозвуковых реактивных струй ГТД. Целенаправленная работа по снижению шума ГТД, проводимая с конца 60-х годов в странах ЕС и США, привела к созданию целых серий малошумных двигателей. Это ТРДД серии GE90 фирмы «Дженерал Электрик», ТРДЦ серии PW2000 и PW4000 фирмы «Пратт-Уитни», семейство ТРДЦ «Трент» фирмы «Роллс-Ройс», семейство ТРДД CFM56 консорциума CFMI, а также ТРДЦ серии V2500 консорциума IAE. К российским конкурентоспособным двигателям относятся ПС-90 и НК-93.

В главе показано, что в настоящее время снижение шума выхлопа ГТД обеспечивается применением конструкций механически увеличивающих скорость смешения и сокращающих зону смешения. Основным недостатком таких конструкций является ухудшение экономичности двигателя.

Указано, что перспективными являются конструкции, реализующие способ акустического воздействия на реактивную струю. Этот способ обоснован в исследованиях Власова Е.В. и Гиневского А.С., которые показали, что слабое акустическое возбуждение дозвуковой турбулентной струи позволяет управлять интенсивностью турбулентного смешения.

В заключение главы сформулированы цель и задачи диссертационного исследования.

Во второй главе представлены результаты теоретического исследования влияния поверхности открытого акустического стенда на шум дозвуковой реактивной струи ГТД.

Для определения причин приводящих к возникновению нестабильностей в спектрах шума реактивной струи ГТД, полученных при акустических исследованиях авиадвигателей на открытом акустическом стенде, было рассмотрено явление интерференции звуковых волн, генерируемых монопольным источником, вблизи отражающей поверхности. •

Анализ существующей модели интерференции двух монохроматических волн показал существенное влияние на интенсивность звукового поля струи, вблизи отражающей поверхности, сдвига фаз кхАг. Интенсивность звукового поля в точке приема можно представить в виде J = Jt + J2 + 2 Л/У, ■ У2 cos Д г + S), где Jx - интенсивность прямой волны, J2 - интенсивность отраженной волны, А г - разность хода звуковых лучей. Когда (kxà.r + 8) принимает нечетные значения, кратные 180°, т.е. (1п-\)л, то имеет место деструктивное сложение волн, в звуковом спектре появля-

ются интерференционные минимумы. При четных значениях, кратных 180°, т.е. 2пл, сигналы складываются конструктивно, и это приводит к увеличению интенсивности в звуковом спектре.

Распределение минимумов и максимумов в звуковом спектре может быть найдено по следующим формулам:

|Л,=(2-0/.!,.; .....

\ ft! _ Л \ i

\J max J max'

,1 СГ, , СГ,

где j min = '■> J ma* ~ YhJf ' частоты первых минимума и максимума.

Формулы (1) были использованы для определения частоты первого интерференционного минимума при варьировании геометрическими параметрами расположения микрофона на открытом акустическом стенде. Расчетные данные сравнивались с экспериментальными, представленными на рис. 3.

Таблица 1. Сравнение, установленных расчетным и экспериментальным путем, частот первых интерференционных минимумов при варьировании высотой установки микрофона над поверхностью стенда

Высота оси ГТД над поверхностью стенда Н(м) Высота установки микрофона над поверхностью стенда Ь (м) Частота первого интерференционного минимума fhin

Расчетная частота (Гц) Экспериментальная частота (Гц)

4,5 4,5 407 400

4,5 3 611 600

4,5 1,5 1222 1200

4,5 0,5 3000 3000

Л L аБ ■-----—---Удовлетворительное совпадение рас-

чета и эксперимента подтвердило предположение о том, что искажения спектров шума ГТД, полученных на открытом акустическом стенде, обусловлены, в основном, влиянием интерференции звуковых волн вблизи поверхности стенда.

Одновременно, анализ экспериментальных данных показал (рис.3), что изменение высоты установки микрофона над поверхностью открытого акустического стенда приводит к смещению интерференционных минимумов и максимумов по частоте.

Модель монопольного источника позволяет также получить количественную оценку явления интерференции волн на открытом акустическом стенде. Для этого задача была рассмотрена с позиций теории случайных процессов, т.е. полагалось, что точечный источник излучает звук, представляющий случайный стационарный процесс. Такой подход, как отмечалось другими авторами (в частности, Загузовым И.С. и Генераловым A.B.) позволяет определить выражение для поправки спектров шума

1600 3150 6300 f,ru Рис. 3. Спектры шума НК-86 на номинальном режиме работы = 60° )

дозвуковой реактивной струи ГТД на влияние отражающей поверхности.

Проведенный по рекомендуемому выражению расчет поправки спектров шума на влияние поверхности стенда сравнивался с экспериментальными данными, полученными на открытом акустическом стенде при испытаниях ТРДД (ш = 1,2). Экспериментальные отклонения уровней звукового давления определялись по разности уровней шума, замеренных на разных высотах от поверхности стенда. Результаты сравнения расчетных и экспериментальных данных показали их значительное расхо-

Это обусловлено в значительной мере тем, что модель монопольного источника не учитывает направленность шума реактивной струи, а также влияние акустических свойств поверхности земли на спектры шума ГТД.

Исходя из этого, в диссертации были рассмотрены существующие модели звуковых полей дипольных и квадрупольных источников.вблизи импедансной поверхности (почва, гравий и т.д.) и поверхности с искусственным покрытием (земля, покрытая слоем бетона и т.д.). Слой бетона представляют собой упругую пластину, в которой могут распространяться нормальные волны трех типов: изгибные, продольные и поперечные волны. В рассматриваемой модели поперечные волны не учитывались. Поскольку нормальные волны переносят энергию ближнего поля источника в дальнее поле, вблизи плоской границы может наблюдаться усиление звука.

Для проверки этого факта был проведен расчет звукового поля реактивной струи вблизи поверхностей с разными типами акустических свойств. Рассматривались модель импедансной поверхности с упругими свойствами (задавалось сопротивление продуванию сг = 2Л04 кПа- с-м ) и модель бетонированной поверхности. Расчеты проводились на частотах f = 100 Гц и { = 630 Гц. Полученные значения сравнивались с экспериментальными отклонениями уровней звукового давления в третьоктавных полосах частот, на угловом направлении 0 = 120°, по разности спектров шума струи Д1 = 1Г| - Ьг 2 (рис.4).

Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало, что для низкочастотной области, где в основном и сосредоточена энергия дозвуковой реактивной струи, предпочтительнее модель поверхности стенда, которая учитывает толщину и упругие свойства слоя бетона, т.е. модель поверхности с искусственным покрытием.

Теоретический учет интерференции является сложным и не может охватить всего многообразия изменения состояния поверхности и метеоусловий. Перепады температур на поверхности и в воздухе, ветровые градиенты, местная турбулентность атмосферы и многие другие отклонения от теоретической схемы вносят непредсказуемые искажения в экспериментальные спектры шума ГТД, которые сложно учесть с помощью существующих теоретических поправок.

ЛЬ, дБ

1 / / ¡1—

/ / ч / / N2 i= 100 Гц

/ у]

2 4 б 8 г, •' г.

Рис. 4. Сравнение расчетных и экспериментальных данных: 1- расчет по импедансной модели; 2- расчет с учетом бетонированной поверхности: 3 - экспериментальные данные; Г|,/"2 - измерительные радиусы первого и второго микрофонов

Избежать подобных ошибок можно, рассматривая в качестве исходного материала для коррекции, не один спектр шума реактивной струи, а два спектра, полученных при измерениях на двух разных высотах установки микрофонов (способ определения уровня шума на открытом акустическом стенде рассмотрен в главе 3).

Исходя из результатов сравнительного анализа экспериментальных и расчетных данных, была предложена формула поправки, определяющая влияние поверхности открытого стенда на спектры шума дозвуковой реактивной струи:

Д1,, =

101е{з,5 + ||[0,012/4 +0,0291С.,\\ 50</ <800Гц,

/,=800 Г*

1,5 + 5 ^ 3,5 + С — [0,012/6 + 0,029/ ж/, 4

3, 800 (/<10000 Гц.

л Л..

(2)

где Л ,=

■>ч

J¡

+ Jc..^, Jс - интенсивность шума струи; Зь - ин-

Д1,, дБ

тенсивность шума вентилятора (компрессора); с - скорость звука; Я - расстояние от источника до микрофона; / - центральная частота полосового фильтра.

Формула (2) верна в диапазоне частот 50 < / (800 А/ для спектров шума, измеренных на высотах 0 < к < 0.6.«. Для высоты Ь = 4,5 м при частоте /) 800 Гц поправка на влияние поверхности стенда равна 3 дБ. Для поправки на частоте 800 Гц

берется среднеарифметическое значение поправок для частот / ( 800 Гц и / ) 800 Гц.

При определении уровней шума дозвуковой реактивной струи ГТД в свободном звуковом поле необходимо из скорректированных, по замерам шума на двух высотах, спектров шума вычесть поправку на влияние поверхности стенда

м,г (3)

Формулы (2) - (3) были использованы для приведения спектров шума реактивной струи к условиям свободного звукового поля на режиме «набор высоты» двигателя. Результаты приведения экспериментальных спектров шума дозвуковой реактивной струи ГТД, сравнивались с пересчитанными на натурные условия спектрами шума струи, полученными при модельных испытаниях конических сопел в заглушённой камере (рис.5).

Сравнение показало, что для задней полусферы, где на всех частотах доминирует шум реактивной струи, наблюдается удовлетворительное совпадение спектров шума дозвуковой реактивной струи, приведенных к условиям свободного поля, и пересчитанных на натурные условия спектров шума струи, полученных при модельных испытаниях в заглушённой камере.

./Г ч 1 0= 140°

3150 £ Гц

Рис. 5. Сравнение спектров шума струи: 1- экспериментальный спектр по замерам на двух высотах; 2 -спектр шума струи в свободном поле; 3 - расчет, на основе модельных испытаний в заглушённой камере

/ /у \|

' ч ! \ ч Л. I X/ / рЛУ / 1 \

'1/ 1 ^ч. \Чч

3150 I'. Гц

Рис. 6. Формирование спектрограммы шума реактивной струи в дальнем поле из двух спектров, замеренных микрофонами на разных высотах от поверхности стенда

В третьей главе представлены результаты разработки метода идентификации дозвуковой реактивной струи, как источника шума ГТД. Поскольку интерференционные минимумы и максимумы в спектрах шума не отражают действительного шума основных источников ГТД, необходима коррекция экспериментальных данных.

Практический интерес представляет разработка методов проведения акустических испытаний, при которых интерференционные максимумы и минимумы либо целенаправленно сдвигаются по частоте в область, не представляющую интереса при анализе источников шума и средств шумоглуше-ния, либо исключаются из спектральных характеристик шума двигателя.

В данной главе рассмотрен «Способ определения уровня шума на открытом акустическом стенде», защищенный авторским свидетельством №1623389. В способе предлагается замерять шум ГТД двумя микрофонами одновременно на двух разных высотах установки микрофонов (/;, (Л2) от поверхности стенда. Уменьшение высоты установки микрофона к над поверхностью стенда вызывает смещение интерференционных провалов в высокочастотную область. Это позволяет сформировать матрицу шума таким образом, чтобы исключить первые интерференционные провалы, вносящие в спектры шума двигателя наибольшие искажения (рис. 6).

Матрица шума, на низких и средних частотах, состоит из уровней звукового давления, замеренного микрофоном на высоте . В области высоких частот матрица шума состоит из уровней звукового давления, замеренного на высоте /г2. На промежуточных частотах за уровень звукового давления принимается наибольший из двух измеренных уровней.

В главе показано, что для приведения экспериментальных спектров шума струи к условиям свободного звукового поля, необходимо из скорректированных (сглаженных) уровней шума вычесть поправку на влияние поверхности стенда. Основные положения данного способа вошли в отраслевой стандарт «Двигатели газотурбинные и силовые установки. Акустические характеристики и методы их определения. Отраслевой стандарт ОСТ 1-00036-84».

Сравнение результатов расчета по существующим методикам с экспериментальными (скорректированными) данными, полученными при стендовых испытаниях ТРДД для задней полусферы в = 140°, представлено на рис. 7. Для задней полусферы, где на всех частотах доминирует шум реактивной струи, расчет дает завышенные

I., дБ

105

^ 1 0= 140°

/ 2

50 200 800 3150 £ Гц Рис. 7. Сравнение расчетных и экспериментальных спектров шума: 1 - расчет по существующей методике; 2- скорректированный экспериментальный спектр шума реактивной струи ГТД; 3 - спектр шума реактивной струи в свободном звуковом поле

результаты в области низких и средних частот по сравнению с уровнем звукового

давления, приведенным к условиям

¿11. дБ,__, ,_______гт_____

11111 1 т ГТ ГП II свободного звукового ПОЛЯ.

В третьей главе проведена разработка методики расчета шума, создаваемого дозвуковой реактивной струей ГТД в свободном звуковом поле. Исследования, проведенные в этой главе, показали, что модель расчета шума реактивной струи, основанная на эмпирических моделях основных характеристик аэродинамического шума (безразмерный спектр звукового давления, диаграмма направленности), позволяет получить реальные акустические характеристики реактивной струи ГТД в свободном звуковом поле.

На основе экспериментальных данных по шуму реактивной струи, приведенных к условиям свободного звукового поля, проведена коррекция безразмерных спектров шума и фактора направленности. В методике, рассматриваемой в данной работе, предлагается при расчете уровня шума реактивной струи пользоваться тремя безразмерными спектрами (рис. 8).

Фактор направленности предлагаемой методики в сравнении с фактором направленности существующих методик показан на рис. 9. ,

В главе показано также, что использование разных значений коэффициента Лайтхилла при расчете шума модельных и натурных реактивных струй неправомерно. Рекомендовано при расчете шума струи ГТД в свободном звуковом поле использовать значение коэффициента Лайтхилла равного 0,8 10"4. ■

Предложенная методика расчета шума струи в свободном звуковом поле основана на расчете акустической мощности струи по известным газодинамическим и геометрическим параметрам струи в выходном сечении реактивного сопла. Матрица шума дозвуковой реактивной струи рассчитывается следующим образом:

1. Определяется уровень суммарного звукового давления в ]-м направлении в

0,04 0,06 0,08 од

Рис. 8. Скорректированные безразмерные спектры шума дозвуковой реактивной струи: 1 -спектр для диапазона углов 10° <б<100°; 2 - спектр для диапазона углов 110° < в < 130°; 3 - спектр для диапазона углов 140° <<9 <180° 01»Ф jG

'Ж Т,к

и / V\ \ SOD 100

0 70 9 К 5 Ут 1 У '' 35 1 50 1 65

I А/'' s УУ / ' J •

«00^ ■'V

Рис. 9. Сравнение факторов направленности:

1 - фактор для струй с Тс = 600 А";'

2 - скорректированный фактор для струй Тс =600 А:;

3 - фактор для струй с Тс = 800К ;

4 - скорректированный фактор для струй Г, = 800/Г

0 = 140°

— i ч

/ 1/ Л

1 Л

i i >

100 200 400 800 1600 3150 6300 Г, Гц

Рис. 10. Сравнение расчетных и экспериментальных данных: 1 - экспериментальные данные, приведенные к условиям свободного звукового поля; 2 - расчет по предлагаемой методике (к = 0,810~4)

соответствии с выражением Lj = Ю^И' + Д+ 20^Я + 10|£фу, где 10^Ф;- фактор направленности (рис.9); Д = 109 дБ - при излучении в сферу; Д = 112 дБ - при излучении в полусферу.

2. Определяются уровни составляющих спектра звукового давления в 1/3 ок-тавных полосах частот =Lj +Д где Д - составляющие безразмерного спектра звукового давления (рис.8).

ь,дБ,-----:---По данной методике проведен рас-

чет шума дозвуковой реактивной струи ГТД в свободном поле. Результаты сравнения расчета с экспериментом для задней полусферы, приведенные на рис. 10, показали удовлетворительное совпадение расчетной и экспериментальной кривой.

Адекватность разработанной модели расчета шума струи проверена на основе Ь статистики Стьюдента. Были определены 90-процентные доверительные интервалы для оценки средних значений кластерных измерений. В качестве соотнесенного с двигателем параметра рассматривался эффективный воспринимаемый уровень шума (ЕРЫЬ). Сравнение значений ЕРКЬ, полученных с использованием данных расчета и экспериментальных данных показало их удовлетворительное совпадение (рис. 11).

В четвертой главе представлены результаты разработки перспективных устройств шумоглушения дозвуковой реактивной струи ГТД.

Основными методами определения акустических характеристик выходных устройств ГТД являются испытания их в свободном звуковом поле. Такое поле создается в заглушённых камерах (рис. 12). Результаты модельных акустических испытаний в заглушённой камере (ЗК) могут быть пересчитаны на натурный двигатель, который оборудован подобным шумоглушителем.

Стенд ЗК использовался для экспериментальной разработки струйного глушителя шума реактивной струи, реализующего способ управления интенсивностью турбулентного смешения дозвуковой реактивной струи путем её акустического возбуждения. Высокочастотное звуковое облучение при Л = 2....5, приводит к ослаблению турбулентного смешения в начальном участке дозвуковой реактивной струи и, как следствие этого, к снижению широкополосного шума струи.

Работы по исследованию влияния акустического облучения реактивной струи на процесс развития турбулентности в струе начались в ЦАГИ в конце 70—х годов и проходили на холодных струях. В качестве устройства генерирующего высокочастот-

ном 112,00

IÜ

¡ 110,00 0.

" 108,00 J

I 106,(И

104,00 102,1»

Рис. 11. Сравнение значений ЕРЫЬ: 1- результаты расчета; 2 - экспериментальные результаты; 3 - границы доверительной вероятности результатов измерений Р = 0,95

Рис. 12. Общий вид заглушённой камеры на ОАО «Кузнецов»

ный звук рассматривалась система, состоящая, из периферийных сопел, расположенных вокруг основного (базового) сопла. Диаметр периферийных сопел был на порядок меньше диаметра основного сопла. Скорость истечения периферийных струй

равнялась скорости истечения газа из основного сопла.

Исследования на горячих струях устройств, реализующих акустический метод снижения шума дозвуковой реактивной струи, были осуществлены в заглушённой камере ОАО «Кузнецов». На моделях исследовалось влияние конструктивных параметров на эффективность шумоглушения струйным глушителем, включающим в себя базовое сопло и периферийные сопла, расположенные по окружности вокруг базового сопла. Испытания в заглушённой камере проходили в несколько этапов..

Модельная установка первого этапа исследований (рис. 13) состояла из базового сопла диаметром В = 80 мм и периферийных сопел диаметром (1, равномерно расположенных по периметру базового сопла.

На первом этапе исследовалось влияние на эффективность шумоглушения: количества периферийных сопел п; безразмерного диаметра периферийных сопел с1 = й О; безразмерного осевого удаление периферийных сопел х-х/Э: безразмерного радиального удаления пе^ риферийных сопел Н = Н/£>.

Результаты исследований сразу пе-

ГШИМОТСРМОГРЕБШКА

ВХОД ВО 1Н КОНТУР КО.ЧШПОР

щ)Ш-т ьош'оволы

БАЗОВОЕ СОПЛО

ш т/мм х

[_ и

Рис.13. Установка для исследования снижения шума дозвуковой реактивной струи при её облучении высокочастотным звуком

ресчитывались в уровни воспринимаемого шума натурного двигателя с диаметром сопла 1,06 м для контрольной точки «набор высоты».

Исследования по влиянию с1 на эффективность шумоглушения подтвердили результаты, установленные в ЦАГИ на холодных струях. Наиболее эффективны значения Я из диапазона 0,07. ...0,12. Влияние количества п на эффективность проверялось как с периферийными соплами, диаметр которых удовлетворял данному диапазону (¿ = 0,119), так и с соплами, диметр которых выпадал из этого диапазона (¿/ = 0,046). Глушитель с й = 0,046 оказался не эффективным. Глушитель с = 0,119 показал заметное снижение уровня шума с увеличением количества п от 4 до 12 (рис.14). Расчетная эффективность такого глушителя в составе ГТД составила, для к.т. «набор высоты», 1,5 ЕРК дБ.

Введя в рассмотрение приведенную площадь раскрытия периферийных сопел Р -Т.Р„С /Рс > равную отношению суммарной площади срезов периферийных сопел

к площади среза основного сопла, стало возможным объединить результаты исследований по определению эффективных значений и п. Установлено, что величина

приведенной площади раскрытия пе-

ь,де,------- риферийных сопел равная

/<* и 0,12.....0,17, соответствует максимальным эффективностям снижения шума струи.

В ходе экспериментальных исследований была установлена верхняя граница диапазона безразмерных значений радиального удаления периферийных сопел, соответствующего максимальным эффективностям снижения шума струи. Она составляет величину равную На 0,5.

Испытания по оценке влияния х на эффективность глушения шума струи, показали, что одновременный вынос всех периферийных сопел за срез основного сопла не эффективен. На втором этапе исследований

ч. 8= 150е

■ %

Ч"

л у. \ V

3150 Г, Гц

»94

лГТ

Рис. 14. Уровни звукового давления, создаваемого струйной системой с периферийными соплами =0,119: 1 - базовое сопло; 2 - струйная система сп = 4; 3 - струйная система с п = 12

струйного глушителя, испытывалась модель натурного глушителя ТРДД. Кроме этого ставилась задача, определения нижней границы диапазона радиального удаления,

соответствующего максимальным „а эффективностям.

Модель, представленная на рис.15, характеризуется следующими конструктивными параметрами: О = 74 мм; (1 = 7,4 мм (1 = 0Д); п = 12; Р = 12%; х = 0; Н = 6,3 мм (Я =0,085 ).

В результате экспериментальных исследований установлен диапазон радиального удаления периферийных сопел, соответствующий максимальным эффективностям снижения шума струи и равный Н ~ 0,05....0,5.

Исследования модели натурного шумоглушителя с периферийными соплами диаметром а = од (к=12%) показали следующие эффективности: «взлет» -' 1,5 ЕРКдБ; «набор высоты» - 1,3 ЕРКлБ; «посадка» - 0,5 ЕРЫдБ.

Расчетное ухудшение экономичности при замене штатного выходного устройства ГТД на двенадцатитрубчатый струйный глушитель составило 0,8.....1,4%. Экспериментально, на модели шумоглушителя, установить ухудшение газодинамических характеристик не удалось.

Третий этап экспериментальных исследований в ЗК был связан с исследованием осевого удаления периферийных сопел.

Модельная установка третьего этапа исследований представлена на рис. 16.

Рис. 15. Схема модели натурного двенадцатитруб-чатого сопла

ПЕРЕХОДНИК

■-

\ СОПЛО-ЦАСАДОК

Рис. 16. Схема модельной установки для исследования влияния выноса части периферийных сопел за срез основного сопла на эффективность струйного глушителя шума дозвуковой реактивной струи

ПНЕВМОШШГРЕБЕНКА » . ,г х

- - Модель состоит из основного (базового)

сопла диаметром Б и 12-ти периферийных с/, 2. Периферийные сопла диаметром с!1 =с1}/0 чередуются с периферийными соплами диаметром = ■ При этом 6-ть периферийных сопел диаметром могут выдвигаться за срез основного сопла на расстояние х2 = 0....3. Периферийные сопла диаметром

Доставались на срезе основного сопла. Во всей серии испытаний параметр х1 = 0. Радиальное удаление периферийных сопел составляло Н = 0,375.

Проведенный анализ результатов исследований третьего этапа позволил выбрать диапазон осевого удаления периферийных сопел, обеспечивающий максимальные эффективности шумоглушения. Этому диапазону соответствуют значения х2 »0,5.....1.

Практическая ценность создания шумоглушителя с разноудаленными периферийными соплами состоит в том, что используя сопла меньшей суммарной площади срезов можно добиться эффективности, равной эффективности шумоглушителя с соплами, расположенными на срезе основного сопла, но с большей суммарной площадью срезов.

По результатам исследований моделей струйного глушителя было изготовлено натурное малошумное выходное устройство для НК-86. Такое устройство, в виде многотрубчатого сопла, прошло испытания на открытом акустическом стенде ОАО «Кузнецов». Многотрубчатое сопло (по А.С. №1208872) представляет собой цельносварную конструкцию, состоящую из основного круглого сопла и двенадцати периферийных сопел, равномерно -расположенных по окружности. Глушитель имеет штатный фланец крепления и может устанавливаться на различные выходные устройства ТРДЦ вместо штатного соплового насадка. Основные конструктивные параметры, характеризующие эффективность струйного глушителя: с! = 0,107; Н = 0,096; х = = 0,14.

Акустические испытания НК-86 с многотрубчатым соплом (рис. 17) на открытом акустическом стенде проходили при условии постоянства тяг ТРДЦ с базовым и многотрубчатым соплом.

Испытания ТРДЦ, с разными компоновками выходных устройств, проходили на семи режимах работы двигателя: 0,514; 0,614; 0,714; 0,814; 1,014; 1,114; 1,18214, где N

Рис. 17. НК-86 с многотрубчатым соплом на открытом акустическом стенде

- тяга ТРДД на номинальном режиме, равная 110 кН. Каждая компоновка выходных устройств ТРДД испытывалась четырежды.

На рис. 18 представлены приведенные спектры уровней звукового давления реактивной струи для углового направления 140°. Режимы работы двигателя соответствовали значениям 0,6 N (режим «посадка»). Анализ приведенных спектров показал, что замена штатного выходного устройства ТРДД многотрубчатым соплом эффективно на всех режимах работы двигателя.

Испытания ТРДД показали, что многотрубчатое сопло не изменяет экономичность двигателя в стендовых условиях. Расчетным путем, для крейсерского режима полета, установлены возможные потери тяги при замене конического сопла на многотрубчатое примерно на 1%.

Во время испытаний, наряду с измерениями акустических характеристик двигателя в дальнем звуковом поле были проведены измерения шума двигателя в ближнем звуковом поле. Для этого, параллельно с измерениями шума ТРДД на радиусе 100 м производилось измерение шума и на радиусе 6 м.

Анализ показал, что, как и в дальнем (Я. = 100 м), так и в ближнем (Я = 6 м) звуковом поле, уровни шума НК-86 с многотрубчатым соплом в диапазоне частот (50....800) Гц ниже, чем уровни шума двигателя с базовым соплом. В диапазоне (1 000....10 000) Гц эффект незначительный.

Акустическая информация, полученная при испытании НК-86 с различными компоновками выходного устройства, была использована для определения эффективных уровней воспринимаемого шума в контрольных точках при заходе на посадку, при наборе высоты и взлете самолета с четырьмя двигателями.

Проведенные расчеты показали, что многотрубчатое сопло снижает уровни шума самолета в контрольных точках: при заходе на посадку - на 1,0 ЕРИ дБ; при наборе высоты - на 1,5 ЕРЫ дБ; сбоку от ВПП (взлет) - на 2,0 ЕРЫ дБ; по сумме в трех контрольных точках - 4,5 ЕРЫ дБ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Получено выражение для поправки к экспериментальным спектрам шума дозвуковой реактивной струи, учитывающей влияние поверхности открытого акустического стенда на шум реактивной струи ГТД.

2. Разработан метод идентификации дозвуковой реактивной струи, как источника шума ГТД, по спектрам уровней звукового давления, полученным двумя микрофонами на разных высотах установки от поверхности стенда, при испытаниях ГТД на открытом акустическом стенде. Метод позволяет привести скорректированные спектры шума струи к условиям свободного звукового поля путем вычитания поправки, учитывающей влияние поверхности. Основные положения метода идентификации дозвуковой реактивной струи вошли в действующий отраслевой стандарт «Двигатели газотурбинные и силовые установки. Акустические характеристики и методы их оп-

Рис. 18. Уровни звукового давления реактивной струи НК-86 на режиме 0,6 N. 1 - ТРД Д с базовым соплом; 2 - ТРДД с мно: готрубчатым соплом

ределения. Отраслевой стандарт ОСТ 1-00036-84».

3. На основе экспериментальных данных по шуму реактивной струи, приведенных к условиям свободного звукового поля, проведена коррекция безразмерных спектров шума и фактора направленности. Показано, что коэффициенты пропорциональности для акустической мощности натурной и модельной струй одинаковы. Это позволило разработать методику расчета шума дозвуковой реактивной струи ГТД в свободном звуковом поле, основанную на скорректированных эмпирических зависимостях, которые учитывают влияние отражающей поверхности на шум реактивной струи.

4. Экспериментально определен комплекс конструктивных безразмерных параметров, определяющих эффективность снижения шума реактивной струи струйным глушителем, состоящим из основного сопла диаметром D и равномерно расположенных по окружности периферийных сопел диаметром d, включающий в себя: относительный диаметр периферийных сопел d = d/D; относительное радиальное удаление осей периферийных сопел от кромки срезы основного сопла Н = H/D; относительное осевое удаление плоскости среза периферийных сопел от плоскости среза основного сопла x = x/D\ относительная площадь раскрытия периферийных сопел F = ZFnc/fc';

5. На базе модельных экспериментальных исследований установлены диапазоны эффективных значений конструктивных безразмерных параметров предлагаемого струйного глушителя: Я =0,05....0,5 ; х = 0,5.... 1; f = 0,12.....0,17. Эффективные значения конструктивных безразмерных параметров d ,Н и F реализованы в конструкции струйного глушителя шума дозвуковой реактивной струи НК-86, что обеспечило снижение шума струи на 4,5 EPN дБ по сумме в трех контрольных точках (1,0 EPN дБ - при заходе на посадку; 1,5 EPN дБ - при наборе высоты; 2,0 EPN дБ - сбоку от ВПП (взлет)).

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях: в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК России

1. Генералов, A.B. Приведение экспериментальных спектров шума реактивной струи к условиям свободного звукового поля [Текст] / A.B. Генералов, И.С. Загузов, В.Н. Калабу-хов // Изв. вузов. Авиационная техника. - 1990. - № 2. - С. 76 - 80.

2. Загузов, И.С. Математическая модель влияния поверхности с искусственным покрытием на акустические характеристики дозвуковой реактивной струи [Текст] / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета.

- Самара, 1999. - Вып. 3, Ч. 1.- С. 37-43. - ISBN 5-7883-0057-6.

3. Загузов, И.С. Звуковое поле дозвуковой реактивной струи вблизи поверхности земли [Текст] / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Ф. Федечев // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. ак. С.П. Королева: специальный выпуск. - . Самара, 2003. 4.1. С. 306-312. - ISBN 5-7883-0270-6.

4. Федечев, А.Ф. Моделирование акустического поля дозвуковой реактивной струи вблизи отражающей поверхности [Текст] / А.Ф. Федечев, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, К.А. Поляков // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2003. - Т. 10, выпуск 1.

- С. 241 -242. - ISSN 0869-8325.

5. Калабухов, В.Н. Генерация шума дозвуковой реактивной струи вблизи локально реагирующей поверхности [Текст] / В.Н. Калабухов, И.С. Загузов, А.Ф. Федечев // Вестник

Самарского государственного аэрокосмического университета им. ак. С.П. Королева. -Самара, 2006. -.N»2(10). - 4.1. - С. 56-60. в других изданиях

6. A.c. 1208872 СССР. Устройство для глушения шума реактивной струи (его варианты) [Текст] / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Г. Терехов (СССР).- N»3714992; заявл. 22.03.84; зарегистр. 1.10.85.

7. Генералов, A.B. Особенности расчета шума струи ТРДД в условиях свободного звукового поля [Текст] / A.B. Генералов, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов // Доклады на VIII научно технической конференции по аэроакустике, Жуковский, 20-24 октября 1986. - М., 1990.-С . 73 - 75.

8. Генералов, A.B. Уточнение методики расчета шума реактивной струи в свободном звуковом поле [Текст] / A.B. Генералов, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов // Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей: сб. науч. тр. / КуАИ. - Куйбышев, 1988. -С. 28-33.

9. Калабухов, В.Н. Особенности излучения шума реактивной струи в спугном потоке [Текст] / В.Н. Калабухов, A.B. Генералов, И.С. Загузов, А.Ф. Федечев // Тезисы докладов IX научно-технической конференции по авиационной акустике. - ЦАГИ, 1989.- С . 27 -30.

10. A.c. 1623389 СССР. Способ определения уровня шума на открытом акустическом стенде [Текст] 7 А.В Генералов, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, В.Н. Нестеров (СССР).-№4357902; заявл. 4.01.88; зарегистр. 22.09.90.

11. Пат. 203 05 25 Российская Федерация, МПК6 Е 04 В 1/84, 1/86. Способ изоляции шума [Текст] / А.В.Генералов, В.Н.Калабухов,- №494874/63; заявл. 24.06.91; опубл. 10.03.95, Бюл. №7. - Зс.: ил.

12. Калабухов, В.Н. Моделирование звукового поля авиационного двигателя вблизи земной поверхности [Текст] / В.Н. Калабухов // Математическое моделирование и краевые задачи: труды Седьмой межвузовской конференции, 28 - 30 мая 1997. - Самара: Изд-во Сам-ГТУ, 1997.-Ч. 1.-С. 46-47.

13. Калабухов, В.Н. Определение влияния поверхности акустического стенда на эффективность средств шумоглушения реактивной струи [Текст] / В.Н. Калабухов // Математическое моделирование и краевые задачи: труды Восьмой межвузовской конференции, 26 -28 мая 1998.-Самара: Изд-во СамГТУ, 1998,-Ч. 1: - С. 77-78.

14. Загузов, И.С. Математическая модель влияния поверхности открытого стенда на акустические характеристики реактивной струи ГТД [Текст] / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов // Математическое моделирование и краевые задачи: труды Десятой межвузовской конференции, 29 - 31 мая 2000. - Самара: Изд-во СамГТУ, 2000. - Ч. 1.-С. 49-51.

15. Загузов, И.С. Модель звукового поля движущегося источника вблизи отражающей поверхности [Текст] / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Ф. Федечев // Математическое моделирование и краевые задачи: труды 12-й межвузовской конференции, 29-31 мая 2002. -Самара: Изд-во СамГТУ, 2002. - Ч. 1. - С. 63 - 66.

16. Загузов, И.С. Особенности модели звукового поля реактивной струи вблизи поверхности земли [Текст] / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Ф. Федечев // XXIV Российская школа по проблемам науки и технологий, посвященная 80-летию со дня рождения академика В.П. Макеева. Краткие сообщения. - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - С. 92-94

17. Калабухов, В.Н. К вопросу об идентификации основных источников шума ГТД при акустических испытаниях [Текст] / В.Н. Калабухов., Загузов И.С., Шепель М.В. // Математическое моделирование и краевые задачи: труды Второй Всероссийской конференции, 1-3 июня 2005. - Самара: Изд-во СамГТУ, 2005. - Ч. 1. - С. 137-140.

18. Калабухов, В.Н. Некоторые особенности математической модели звукового поля реактивной струи вблизи земной поверхности [Текст] / В.Н. Калабухов, Загузов И.С., Федечев А.Ф. // Современные технологии в машиностроении: сб. статей XI Межд. науч,-практич. конф. - Пенза, 2007. - С. 195-197. - ISBN 978-5-8356-0694-8.

19. Калабухов, В.Н. Моделирование влияния поверхности открытого акустического стенда на эффективность средств шумоглушения реактивной струи [Текст] / В.Н. Калабухов, А.Н. Крючков // Прогрессивные технологии в современном машиностроении: сб. статей VI МНТК. - Пенза, 2008. - С. 116-118. - ISBN 978-5-8356-0756-3.

20. Калабухов, В.Н. Уточнение математической модели шума дозвуковой реактивной струи вблизи земной поверхности [Текст] / В.Н. Калабухов, А.Н. Крючков // Современные технологии в машиностроении: сб. статей XII Межд. науч.-практич. конф. - Пенза, 2008. - С. 219-221. - ISBN 978-5-8356-0818-8.

21. Калабухов, В.Н. Акустические характеристики дозвуковых турбулентных струй вблизи локально реагирующей поверхности [Текст] / В.Н. Калабухов, А.Н. Крючков // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов МНТК, 24-26 июня 2009. - Самара: Изд-во СГАУ, 2009. - Ч. 1. - С. - 148-149.

Подписано в печать 04.05.11 г. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета заказчика. СГАУ, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Калабухов, Вадим Николаевич

Введение.

Глава I. Современные проблемы снижения шума ГТД.

1.1 Основные источники шума ГТД.

1.2 Современное состояние проблемы идентификации дозвуковой реактивной струи ГТД.

1.3 Современные методы и средства снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД.

1.4 Цель и задачи исследования.

Глава П. Теоретическое исследование явления интерференции на открытом акустическом стенде.

2.1 Интерференция звуковых волн вблизи отражающей поверхности

2.2 Интерференция звуковых волн вблизи отражающей поверхности с позиций теории случайных процессов.

2.3 Влияние акустических свойств поверхности земли и направленности шума реактивной струи на интерференцию звуковых волн.

Глава Ш. Разработка метода идентификации дозвуковой реактивной струи

3.1 Разработка метода идентификации дозвуковой реактивной струи при испытаниях ГТД на открытом акустическом стенде.

3.2 Выбор модели расчета шума дозвуковой реактивной струи в свободном звуковом поле.

3.3 Разработка методики расчета шума создаваемого дозвуковой реактивной струей ГТД в свободном звуковом поле.

Глава IV. Разработка перспективных устройств шумоглушения дозвуковой реактивной струи ГТД.

4.1 Описание модельной экспериментальной установки, предназначенной для определения характеристик выходных устройств ГТД.

4.2 Акустическое управление турбулентными струями.

4.3 Экспериментальная разработка акустического глушителя шума дозвуковой реактивной струи ГТД.

4.4 Экспериментальная разработка акустического глушителя шума дозвуковой реактивной струи в составе ТРДД.

Введение 2011 год, диссертация по авиационной и ракетно-космической технике, Калабухов, Вадим Николаевич

Использование мощных газотурбинных двигателей (ГТД) в авиации обусловлено высокой эффективностью таких установок. В тоже время рынок ГТД предъявляет все возрастающие требования к показателям эксплутационного и экологического совершенства двигателей нового поколения. Одним из факторов, которые определяют экологическое совершенство ГТД и, в конечном счете, его интеграцию в окружающую среду является уровень шума двигателя. д£ер1чь, ерг^дб

1,2,3 О

-10

-20

-30

-40

-60

-70

Реактивные самолеты \\l-ro поколения

Глава 2\ ТГ8Б-7 Ч - — Д-зо/ НК-8-2У \ Д-ЗОЮ НК-86 Л СЕМ56 IV

ХГ9Б-59А

Глава 3 % Р\У4084 СТ"М56-7 "Трежт"800\\ СЕ90 778

Глава 4

Треит"900/ 1сР7200 ^^ Предложение NASA I11

1960 1970 1980 1990 2000

2010 2020 годы

Рис. В.1. Изменение норм ИКАО по шуму на местности для дозвуковых реактивных самолетов применительно к шуму ГТД Проблема авиационного шума в экологическом аспекте была впервые затронута в 1968 г. на 16-й Ассамблее Международной организации гражданской авиации (ИКАО). В 1972 г. ИКАО ввела в действие первые стандарты по шуму на местности для дозвуковых реактивных самолетов (Глава 2). В 1977 г. вступили в силу более жесткие требования по шуму - стандарты

Главы 3. В июле 2001 г. Совет ИКАО утвердил новые, более строгие нормы по шуму, известные теперь как требования Главы 4 (рис. В.1). Эти требования обязательны для новых самолетов, заявка на сертификат летной годности которых подана после 01.01. 2006 г.

В настоящее время требования Главы 4 не распространяются на самолёты, вошедшие в эксплуатацию до 01.01.06 г., однако есть основания полагать, что уже к 2012 г. новые нормы могут быть распространены на все типы реактивных самолётов, выполняющих рейсы на международных авиалиниях. Это может быть болезненно для российских авиакомпаний, поскольку примерно 3Л их парка составляют «самолёты Главы 2», в то время как в целом по миру удельный вес подобных самолётов составляет 9 - 14%. К отечественным наиболее шумным самолётам относятся: ТУ-134, ТУ-154Б, ТУ-154М (выпуска до 1990 г.), ИЛ-62/62М, ИЛ-76Т/ТД, ИЛ-86, ЯК-42 и АН-124-100, общая численность парка которых в российских авиакомпаниях составляет около 1000 единиц.

Как известно [2], основным источником шума одноконтурного двигателя или двигателя с низкой степенью двухконтурности является реактивная струя. Двигатели с высокой степенью двухконтурности имеют значительно меньшую скорость струи, чем двигатели с малой степенью двухконтурности, и определяющим источником в шуме двигателя становится вентилятор и, в меньшей степени, турбина. Однако тенденция к постоянному ужесточению требований по шуму привела к тому, что методы снижения шума вентилятора, турбины сравняли их уровни с уровнями шума струи и шум реактивной струи снова вышел на первый план.

Основное внимание при уменьшении шума реактивной струи обращается на снижение шума в самом источнике, т.е. снижение шума выхлопа существующих ГТД и создание новых менее шумных двигателей. Решение этих задач включает в себя этап прогнозирования акустических характеристик двигателя на стадии проектирования и доводки, и этап натурных испытаний, призванный дать объективную информацию об уровнях шума создаваемых двигателем на местности. Одним из методов определения акустических характеристик двигателя на стадии проектирования и доводки является расчетная оценка уровней шума его источников, основной из которых -реактивная струя.

Следует отметить, что, несмотря на имеющийся прогресс, физическая теория аэродинамического шума и по сей день не является основой практических инженерных расчетов. Объясняется это тем, что проблема турбулентности не нашла своего решения в XX веке. Учитывая, что именно турбулентность определяет генерацию шума реактивными струями, становится ясно почему, в современной отечественной практике, для таких расчетов используются чисто эмпирические модели основных характеристик аэродинамического шума (спектральный состав, диаграмма направленности). Такие модели получают на основании экспериментальных исследований модельных газовых струй на модельных стендах, и натурных газовых струй на открытых акустических стендах. Очевидно, что достоверность эмпирических моделей обусловлена достоверностью экспериментальных данных. Г

Рис. В.2. Открытый акустический стенд: 1 - исследуемый двигатель; 2 - силоизмерительное устройство; 3 микрофон.

Введение ИКАО в действие в 1972 г. первых стандартов по шуму для дозвуковых реактивных пассажирских самолетов заставило отечественную авиационную промышленность уделять больше внимания проблеме снижения шума ГТД. По инициативе Генерального конструктора Н.Д. Кузнецова на Куйбышевском моторном заводе (ныне ОАО «Кузнецов») строится открытый акустический стенд.

Рис. В.З. Спектры шума дозвуковой реактивной струи ГТД по показаниям микрофонов, установленных на разной высоте от поверхности открытого акустического стенда

Открытый акустический стенд (рис. В.2) был построен в соответствии с требованиями ОСТ 1-00036-73 [90]. Высота расположения ГТД над поверхностью стенда равняется 4,5 м. Поверхность измерительной площадки до измерительного пояса представляет полукруг радиусом 100 м, покрытый бетоном. Измерения шума в дальнем звуковом поле производятся микрофоном на полуокружности радиусом 100 м в 16 контрольных точках через каждые 10°. Отсчет углов ведется от входа в воздухозаборник ГТД. Предполагалось, что подобная методика проведения испытаний ГТД позволяет получать уровни шума двигателя в свободном звуковом поле. Естественно, что ОСТ 1-00036-73 не предусматривал введение каких-либо поправок на влияние поверхности открытого акустического стенда на спектры шума ГТД.

В тоже время, как показали результаты многочисленных исследований акустических характеристик ГТД на открытом акустическом стенде [30-41, 4855, 59-70], наличие отражающей поверхности стенда, приводит к искажению экспериментальных акустических характеристик ГТД.

На рис. В.З, в качестве иллюстрации, представлены спектры шума реактивной струи ГТД, измеренные на расстоянии 100 м от двигателя. Измерения осуществлялись при варьировании высотой установки микрофона над поверхностью стенда на двух высотах: 1,5м и 4,5 м.

Спектры шума ГТД, представленные на рис. В.З, содержат значительные искажения. Поскольку подобные максимумы и минимумы на спектрограммах не отражают действительного шума, то это не позволяет точно идентифицировать основные источники шума ГТД. Очевидно, что это сказывается и на точности эмпирических моделей аэродинамического шума и, как следствие, на точности расчетных оценок. Точность определения эффективности мероприятий по шумоглушению реактивной струи в этом случае также низка.

Эти обстоятельства и определили основные направления диссертационной работы посвященной разработке метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Получено выражение для поправки спектра шума дозвуковой реактивной струи на влияние поверхности открытого акустического стенда.

2. Разработан метод идентификации дозвуковой реактивной струи, как источника шума, по спектрам уровней звукового давления, полученным двумя микрофонами, установленными на разных высотах от поверхности стенда.

4. Экспериментально определен комплекс конструктивных безразмерных параметров, определяющих эффективность снижения шума дозвуковой реактивной струи акустическим глушителем, состоящим из основного сопла диаметром D и равномерно расположенных по окружности периферийных сопел диаметром d, включающий в себя: относительный диаметр периферийных сопел d=dfD\ относительное радиальное удаление осей периферийных сопел от кромки срезы основного сопла H-H/D\ относительное осевое удаление плоскости среза периферийных сопел от плоскости среза основного сопла je = x/D ; относительную площадь раскрытия периферийных сопел F = HFnc / Fc .

5. На базе модельных экспериментальных исследований установлены диапазоны эффективных значений конструктивных безразмерных параметров предлагаемого акустического глушителя: H - 0,05.0,5 ; je = 0,5.1 ; F = 0,12.ОД 7. Эффективные значения конструктивных безразмерных параметров d ,Н, и F реализованы в конструкции акустического глушителя шума дозвуковой реактивной струи НК-86, что обеспечило снижение шума струи на 4,5 EPN дБ, по сумме в трех контрольных точках.

Исследования проводились в ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» на кафедре автоматических систем энергетических установок и на базе ОАО «Кузнецов».

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников из 137 наименований. Общий объём диссертации 188 страниц, 70 рисунков и 7 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Разработка метода идентификации и средств снижения шума дозвуковой реактивной струи ГТД"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

4. Экспериментально определен комплекс конструктивных безразмерных параметров, определяющих эффективность снижения шума реактивной струи струйным глушителем, состоящим из основного сопла диаметром Б и равномерно расположенных по окружности периферийных сопел диаметром <1, включающий в себя: относительный диаметр периферийных сопел 2 - <//£>; относительное радиальное удаление осей периферийных сопел от кромки срезы основного сопла Н = Н/П; относительное осевое удаление плоскости среза периферийных сопел от плоскости среза основного сопла х = х/Б; относительная площадь раскрытия периферийных сопел Р = Ърпс !рс \

Эффективные значения конструктивных безразмерных параметров и Г реализованы в конструкции струйного глушителя шума дозвуковой реактивной струи НК-86, что обеспечило снижение шума струи на 4,5 ЕРЫ дБ по сумме в трех контрольных точках (1,0 ЕРЫ дБ - при заходе на посадку; 1,5 ЕРЫ дБ - при наборе высоты; 2,0 ЕРЫ дБ - сбоку от ВПП (взлет)).

Библиография Калабухов, Вадим Николаевич, диссертация по теме Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

1. Абрамович, Г.Н. Теория турбулентных струй Текст. / Г.Н. Абрамович [и др.]; под общ. ред. Г.Н. Абрамовича. — Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Наука, 1984.-716с.

2. Авиационная акустика Текст. / Под ред. Мунина А.Г. и Квитки В.Е.: -М.: Машиностроение, 1973. — 448 с.

3. Авиационная акустика: В 2-х ч. Ч. 1. Шум на местности дозвуковых пассажирских самолётов и вертолётов Текст. / А.Г. Мунин [и др.]; Под общ. ред. А.Г. Мунина: -М.: Машиностроение, 1986. -248 с.

4. Аэродинамические источники шума Текст. / Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. -М.: Машиностроение. 1981. -248 с.

5. A.c. 1064702 СССР. Глушитель шума выхлопной струи авиационного газотурбинного двигателя Текст. / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Г. Терехов, Ю.Г. Тимаев (СССР).- №33470183; заявл. 12.07.82; зарегистр. 1.09.83.

6. A.c. 1112842 СССР. Устройство для глушения шума реактивной струи Текст. / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Г. Терехов (СССР).-№3580851; заявл. 15.04.83; зарегистр. 8.05.84.

7. A.c. 1203982 СССР. Устройство для снижения шума струи реактивного двигателя Текст. / В.Н. Анисимов, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, Т.А. Коваль, А.Г. Терехов (СССР).- №3757995; заявл. 21.03.84; зарегистр. 8.09. 85.

8. A.c. 1208872 СССР. Устройство для глушения шума реактивной струи (его варианты) Текст. / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Г. Терехов (СССР).- №3714992; заявл. 22.03.84; зарегистр. 1.10.85.

9. A.c. 1324381 СССР. Устройство для снижения уровня шума струи реактивного двигателя Текст. / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, Т.А. Коваль, А.Г. Терехов (СССР).- №3951843; заявл. 11.09.85; зарегистр. 15.03. 87.

10. A.c. 1353036 СССР. Устройство для снижения шума струи реактивного двигателя Текст. / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, А.Г. Терехов, О.В. Назаров (СССР).- №4043919; заявл. 28.03.86; зарегистр. 15.07. 87.

11. A.c. 1468104 СССР. Устройство для снижения шума струи реактивного двигателя Текст. / И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, Т.А. Коваль, А.Г. Терехов (СССР).-№4262963; заявл. 15.06.87; зарегистр. 15.11. 88.

12. А.С. 1623389 СССР. Способ определения уровня шума на открытом акустическом стенде Текст. / А.В Генералов, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов, В.Н. Нестеров (СССР).- №4357902; заявл. 4.01.88; зарегистр. 22.09.90.

13. З.Антонов, А.Н. Пульсации давления при струйных и отрывных течениях Текст. / А.Н. Антонов, В.М. Купцов, В.В. Комаров. — М.: Машиностроение, 1990.-272 с. ISBN 5-217-00822-9.

14. Н.Баженова, JI.A. Поле акустических давлений вихревого звука вблизи вращающихся лопастей Текст. / JI.A. Баженова // Акустико-аэродинамические исследования. М.: Наука, 1975. - С. 29 - 35.

15. Баженов, Д.В. Исследование аэродинамических сил, вызывающих вибрации и шумы воздуходувных машин Текст. / Д.В. Баженов, JI.A. Баженова, В.Г. Водопьянов, A.B. Римский-Корсаков // Акустика турбулентных потоков. -М.: Наука, 1983. С. 122 - 130.

16. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол; пер. с англ. -М.: Мир, 1974. 464 с.

17. Белоусов, А.И. Конструктивные методы снижения шума авиационных двигателей Текст.: Учебное пособие/ А.И. Белоусов, И.С. Загузов -Куйбышев: КуАИ, 1982. 96с.

18. Берн, С.Ф. Моделирование трёхмерных струйных и погранслойных течений Текст. / С.Ф. Берч, А.Б. Лебедев, Д.А. Любимов, А.Н. Секундов // Изв. РАН. МЖГ. 2001. - №5. - С. 48-63.

19. Блохинцев, Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды Текст. /

20. Д.И. Блохинцев. М.: Наука, 1981. - 207 с.

21. Борьба с шумом на производстве Текст. / Под общ. ред. Е.Я. Юдина. -М.: Машиностроение, 1985. — 400 с.

22. Браилко, И. А. Исследование аэродинамических характеристик шевронных сопел на основе численного расчета течения Текст. / И.А. Браилко, С.Ю. Крашенинников // Изв. РАН, МЖГ. 2005. - № 5. - С. 76 -88.

23. Бреховских, JI.M. Волны в слоистых средах Текст. / JIM. Бреховских. -М.: АН СССР, 1957.-501 с.

24. Бреховских, JI.M. Теоретические основы акустики океана Текст. / JI.M. Бреховских, Ю.П. Лысанов. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 264 с.

25. Бреховских, Л.М. Поверхностные волны в акустике Текст. / Л.М. Бреховских // Акустический журнал. 1959. - Т. 5, №1. - С. 4 — 13.

26. Виноградова, Э.Л. Коэффициенты направленности линейной группы излучателей Текст. / Э.Л. Виноградова, В.В. Фурдуев // Акустический журнал. 1966. - Т. 12, №2. - С. 181 - 185.

27. Власов, Е.В. Исследование турбулентных и акустических характеристик дозвуковых струй Текст. /Е.В. Власов // Тр. ЦАГИ. 1968. - Вып. 1092. -С. 3-14.

28. Власов, Е.В. Методика расчета шума, создаваемого самолетом на местности, по результатам акустических испытаний двигателя Текст. / Е.В. Власов, А.Г. Мунин, В.Ф. Самохин // Тр. ЦАГИ. 1976. - Вып. 1806.-С. 81-88.

29. Власов, Е.В. О подавлении турбулентности в дозвуковых струях при их высокочастотном акустическом возбуждении Текст. / Е.В. Власов, A.C. Гиневский, Р.К. Каравосов, Т.М. Макаренко // Изв. АН СССР. МЖГ. -1999.-№1.-С. 28-34.

30. Вулис, Л.А. Теория струй вязкой жидкости Текст. / Л.А. Вулис, В.П. Кашкаров. М.: Физматлит, 1965. -429с.

31. Генералов, A.B. Об оценке влияния интерференции звуковых волн на акустические характеристики ГТД в условиях открытого стенда Текст. / A.B. Генералов, И.С. Загузов // Докл. на VII научн.-технич. конф. по аэроакустике. ЦАГИ, 1981. - С. 182-183.

32. Генералов, A.B. Расчетная модель оценки интерференции звуковых волн при акустических испытаниях ГТД на открытом стенде Текст. / A.B. Генералов, И.С. Загузов // Тр. ЦИАМ. 1983. - № 1031, вып. 4. -С. 266-285.

33. Генералов, A.B. Расчетно-экспериментальный метод коррекции акустических характеристик ГТД на открытом стенде Текст. / A.B. Генералов, И.С. Загузов, Г.А. Полонская // Тр. ЦИАМ. 1987. - № 1226, вып.5.-С. 140-159.

34. Генералов, A.B. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния установки микрофона на уровни шума самолета Текст. / A.B. Генералов, И.С. Загузов, О.В. Назаров // Тр. ЦИАМ. 1987. - № 1226, вып5.-С. 160-169.

35. Генералов, A.B. Звуковое поле мультипольного источника N-порядка вблизи локально реагирующей поверхности Текст. / A.B. Генералов // Акустич. Журнал. 1987. - Т. 33, № 5. - С. 848 - 855.

36. Генералов, A.B. Звуковое поле мультиполыюго источника N-порядка вблизи поверхности с искусственным покрытием Текст. / A.B. Генералов // Тр. ЦИАМ. 1987. - № 1226, вып.5. - С. 194 - 214.

37. Генералов, A.B. О генерации шума дозвуковой реактивной струи вблизи локально реагирующей поверхности Текст. / A.B. Генералов // Акустич. Журнал. 1990. - Т. 36, № 4. - С. 611 - 618.

38. Генералов, A.B. Приведение экспериментальных спектров шума реактивной струи к условиям свободного звукового поля Текст. / A.B. Генералов, И.С. Загузов, В.Н. Калабухов // Изв. вузов. Авиационная техника. 1990. - № 2. - С. 76 - 80.

39. Гиневский, A.C. Аэроакустические взаимодействия Текст. / A.C. Гиневский, Е.В. Власов, A.B. Колесников,- М.: Машиностроение, 1978.-176с.

40. Гиневский, A.C. Акустическое управление турбулентными струями Текст. / A.C. Гиневский, Е.В. Власов, A.B. Колесников. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 240с. -ISBN 5-9221-0161-7.

41. Голдстейн, М.Е. Аэроакустика Текст. / Мервин Е. Голдстейн; перев. с англ. Р.К. Каравосова и Г.П. Караушева; под ред. д.т.н. А.Г. Мунина. М.: Машиностроение, 1981. -294 с.

42. ГОСТ 17228-87. Самолёты пассажирские и транспортные. Допустимые уровни шума, создаваемого на местности. Издательство стандартов, 1988. -18 с.

43. ГОСТ 17229-85. Самолёты пассажирские и транспортные. Методы определения уровней шума, создаваемого на местности. Издательство стандартов, 1985. —54 с.

44. Гутин Л.Я. О звуковом поле вращающегося винта Текст. // ЖТФ. -1936. Т. 6, № 5. - С. 899 - 909.

45. Иванов, И.Д. К вопросу об интегральном представлении поля точечного излучателя в слоисто-неоднородной среде Текст. / И.Д. Иванов // Акустич. Журнал. 1966. - Т. 12, № 4. - С. 443 - 448. х

46. Исследование эффективности многотрубчатого шумоглушителя струи в составе изделия М 114/6 на открытом акустическом стенде

47. Текст.: технический отчет/ КМЗ (СНТК); рук. Загузов И.С.; исполн.: Загузов И.С. и др.] Самара, 1983. - 30 с. - № 001.7114.

48. Калабухов, В.Н. Особенности излучения шума реактивной струи в спутном потоке Текст. / В.Н. Калабухов, A.B. Генералов, И.С. Загузов, А.Ф. Федечев // Тезисы докладов IX научно-технической конференции по авиационной акустике. ЦАГИ, 1989.- С . 27 — 30.

49. Калабухов, В.Н. Уточнение математической модели шума дозвуковой реактивной струи вблизи земной поверхности Текст. / В.Н. Калабухов,

50. A.Н. Крючков // Современные технологии в машиностроении: сб. статей XII Межд. науч.-практич. конф. Пенза, 2008. - С. 219-221. - ISBN 978-58356-0818-8.

51. Калабухов, В.Н. Акустические характеристики дозвуковых турбулентных струй вблизи локально реагирующей поверхности Текст. /

52. B.Н. Калабухов, А.Н. Крючков // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докладов МНТК, 24-26 июня 2009. -Самара: Изд-во СГАУ, 2009. Ч. 1. - С. - 148-149.

53. Карновский, М.И. Направленность излучения сферических преобразователей со смешанными граничными условиями Текст. / М.И. Карновский, В.П. Лозовик, И.Л. Обозненко, В.П. Пугач // Акустич. журнал. 1970. - Т. 6, № 3. - С. 398 - 402.

54. Касоев, С.Г. Излучение звука линейным вихрем под плоскостью с ребром Текст. / С.Г. Касоев // Акуст. журнал. 1976. - Т. 22, № 1. - С. 131-133.

55. Крайтон, Д.Г. Дальнее акустическое рассеяние неоднородностями поверхности под турбулентным пограничным слоем Текст. / Д.Г. Крайтон // Конструирование и технология машиностроения. № 3. -1984.-С. 47-55.

56. Красильникова, Т.Н. О рассеянии аэродинамического шума твердыми и мягкими поверхностями Текст. / Т.Н. Красильникова // Акуст. журнал. 1976. - Т. 22, № 6. - С. 892 - 898.

57. Красильникова, Т.Н. Влияние острой кромки на дипольный шум сходящего пограничного слоя Текст. / Т.Н. Красильникова // Докл. на VII научн.-технич. конференции по аэроакустике. ЦАГИ, 1981. — С. 48 -49.

58. Кузнецов, В.М. Акустическая мощность неизотермических соосных струй с «перевёрнутым» профилем скоростей Текст. / В.М. Кузнецов // Тр. ЦАГИ. 1988. - Вып. 2355. - С. 59 - 64.

59. Кузнецов, B.C. Медико-биологические аспекты проблемы шума в авиации Текст. / B.C. Кузнецов // Пленар. доклады на VI научно-техническая конференция по авиационной акустике. ЦАГИ, 1979.- С. 122-149.

60. Куртепов, В.М. Звуковое поле точечного источника при наличии в среде тонкой бесконечной пластины (дискретный спектр) Текст. / Куртепов В.М. //Акустич. журнал, 1969. Вып. 4. - С. 560 - 566.

61. Курьянов, Б.Ф. Учет влияния свободной поверхности на рассеивание звука в море Текст. / Б.Ф. Курьянов] // Акуст. журнал. 1964. - Т. 10, № 4.-С. 481-483.

62. Лебедева, И.В. Амплитудные и частотные характеристики акустических струй Текст. / И.В. Лебедева, Е.А. Грушин // Акуст. журн. 2003. - Т. 49, № 3. - С. 359-364.

63. Леонтьев, Е.А. О влиянии земли на распространение звука Текст. / Е.А. Леонтьев // Докл. на VII научно-технической конференции по аэроакустике. ЦАГИ, 1981. - С. 178 - 179.

64. Лысанов, Ю.П. Поле точечного дипольного источника над плоской границей раздела двух сред Текст. / Ю.П. Лысанов // Акуст. журнал. -1964. Т. 10, № 4. - С. 481 - 483.

65. Любимов, Д.А. Возможности использования прямых методов для численного моделирования турбулентных струй Текст. / Д.А. Любимов // Аэромеханика и газовая механика. 2003. - № 3. - С. 14-20.

66. Любимов, Д.А. Исследование с помощью комбинированного RANS/LES-метода влияния геометрии сопла и режима истечения на характеристики турбулентности выхлопных струй Текст. / Д.А. Любимов // ТВТ. 2009. - Т.47, № 3. - С. 412-422.

67. Лямшев, Л.М. К расчету акустического излучения турбулентного аэродинамического потока Текст. / Л.М. Лямшев // Акуст. журнал. -1960. Т. 6, № 4. - С. 427 - 477.

68. Лямшев, Л.М. Излучение звука упругими оболочками, возбуждаемыми турбулентным аэродинамическим потоком Текст. / Л.М. Лямшев // Акуст. журнал. -1961. Т. 7. — С. 59 — 66.

69. Лямшев, Л.М. К вопросу о принципе взаимности в акустике Текст. / Л.М. Лямшев // ДАН СССР. 1959. - Т. 125, № 6. - С. 1231 - 1234.

70. Лямшев, Л.М. О некоторых интегральных соотношениях в акустике движущейся среды Текст. / Л.М. Лямшев // ДАН СССР. 1961. - Т. 138, № 3. - С. 579-578.

71. Лямшев, Л.М. Об определении импеданса в акустике движущейся среды Текст. / Л.М. Лямшев // ДАН СССР.- 1981.-Т. 261, №1.- С. 74-78.

72. ОСТ 1 00036 73. Двигатели газотурбинные и силовые установки. Акустические характеристики и методы их измерения. - М., 1973. — 32с.

73. ОСТ 1 00036 84. Двигатели газотурбинные и силовые установки. Акустические характеристики и методы их измерения. - М., 1984. - 27с.

74. Пат. 203 05 25 Российская Федерация, МПК6 Е 04 В 1/84,1/86. Способ изоляции шума Текст. / А.В.Генералов, В.Н.Калабухов.- №494874/63; заявл. 24.06.91; опубл. 10.03.95, Бюл. №7. Зс.: ил.

75. Пимштейн, В.Г. О возникновении возмущений в сверхзвуковой струе при акустическом воздействии Текст. / В.Г. Пимштейн // Тезисы докладов ЕХ научно-технической конференции по авиационной акустике. ЦАГИ, 1989. - С. 54-56.

76. Пимштейн, В.Г. О скорости конвекции возмущений в турбулентных струях при аэроакустических взаимодействиях Текст. / В.Г. Пимштейн // Прикладная механика и техническая физика. — 2007. Т. 48, № 5. - С.21.25.

77. Пугач, В.П. Построение заданной характеристики направленности группой акустических преобразователей Текст. / В.П. Пугач // Вестн. Киев, политехи, института. Радиотехника, электроакустика. — 1970. — № 7.-С. 144- 116.

78. Расчеты и измерения характеристик шума, создаваемого в дальнем звуковом поле реактивными самолетами Текст. / Под ред. Соркина Л.И.: М.: Машиностроение, 1968. - 100 с.

79. Римский-Корсаков, A.B. Шум газовых струй Текст. / A.B. Римский-Корсаков, А.Г. Мунин // Тр. ЦАГИ. 1977. - Вып. 1539. - С. 3 - 12.

80. Римский-Корсаков, A.B. Возбуждение плоских перегородок случайными силами, создаваемыми обтекающим турбулентным потоком Текст. / A.B. Римский-Корсаков // Акустико-аэродинамические исследования. -М.: Наука, 1975. С. 77 — 91.

81. ЮО.Скучик, Е. Основы акустики Текст.: т. 1 /Е. Скучик; перев. с англ.; под ред. д.ф-м. н., проф. Л.М. Лямшева. -М.: Мир, 1976. -541 с.

82. Смольяков, A.B. Интенсивность акустического излучения турбулентного пограничного слоя на пластине Текст. / A.B.Смольяков // Акустич. журнал. 1973. - Т. 19, № 2. - С. 251 - 256.

83. Смольяков, A.B. О взаимном спектре псевдозвуковых турбулентных давлений в низкочастотной области Текст. / A.B.Смольяков // Акустич. журнал. 1970. - Т. 16, № 2. - С. 291 - 294.

84. Смольяков, A.B. Шум турбулентных потоков: монография Текст. / A.B.Смольяков. СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2005. - 312 с. -ISBN 5-900703-90-8.

85. Снижение шума самолётов с реактивными двигателями Текст. / Под ред. д.т.н. A.M. Мхитаряна. -М.: Машиностроение, 1975. 264 с.

86. Справочник по контролю промышленных шумов Текст. / Перев. с англ. Л.Б Скариной, Н.И. Шабановой; под ред. д.т.н. проф. В.В. Клюева.- M.: Машиностроение, 1979. 447 с.

87. Фелсен, JL Излучение и рассеяние волн. Т. 1. Текст. / Л.Фелсен, Н.Маркувиц. М. : Мир, 1987. - 547 с.

88. Шарфарец, Б.П. Геометрооптическое представление поля направленного излучателя в неоднородных средах Текст. / Б.П. Шарфарец // Акустич. журн. 1989. - Т. 35, вып. 4. - С. 738-742.

89. Born, M., Wolf Е. Principles of Optics. Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light/ Pergamon Press. 1968. P. 179.

90. Chien, C.F., Soroka W.W. Sound Propagation along an Impedance Plane // J. Sound and Vibr. 1975. - V. 43, № 1. - Pp. 9 -20.

91. Curie, N. The Influence of Solid Boundaries upon Aerodynamic Sound. Proc. Rey. Soc. Ser. A, 1955. V. 231. -Pp. 505 - 514.

92. Grow, S.L. Aerodynamic Sound Emission as a Singylar Perturbation Problem // Studies in Appl. Math. 1970. -V. 49, № 1. - Pp. 21 - 44.

93. Guthrie, Albert N., Shaffer John D. Propagation of Low-Frequeney G. W. Sound Signal in the Deep Ocean//JASA. 1965. - V.38, № 6. -Pp. 1060 -1061.

94. Howe, M.S. Contributions to the theory of Aerodynamic Sound With Application to Excess Jet Noise and Theory of the Flute // J. fluid Mech. -1975. V. 71, part 4. - pp. 625 - 673.

95. Isaacowich, M.A. Nonlinear Effects Accompanying the Dipole Radiation // 4-th Internat. Congr. Acoustics. - Copenhagen, .1962, Cong. Rept. — V.l, № 55. -Pp. 3-4.

96. Ingard, U. On the Reflection of a Spherical Sound Wave from an Infinite Plane // JASA. -1951. V.23, № 3. - Pp. 329 - 335.

97. Jounston, G.W. Difraction of Arbitrary by Oriented Directional Sources by Rigid Planar Sereens // JASA. 1978. - V. 64, № 2. - Pp. 665 -676.

98. Kawai, Norio. On the Acoustic Field by a Vibrating Source Arbitrary Distributed on a Ribbon Plate // J. Phys. Soc. Japan. 1958. - V.l3, №11. -Pp. 1374-1384.

99. Kawai, T., Hedaka T., Nakajima T. Sound Propagation above an Impedance Boundary // J. Sound and Vibr. 1982. - V. 83, № 1. - Pp. 125 -138.

100. Landstad. On nonuniform Mach Number Expansion of the Navier-Stokes Equations and its Relation to Aerodynamically Generated Sound // J. Sound and Vibr.-1968.-V. 7, №1.-Pp. 90-105.

101. Lahead, R.B., Rudnic I. Acoustic Wave propagation along a Constant Normal Impedance Boundary // JASA. 1951. - V. 23, № 5. - Pp. 541 - 549.

102. Lowenstein, C.D. Syntesis of Directive Arrays // Proc. 3-d Internat. Congr. Acoust. Stuttgart, 1959. -V. 2

103. Ligthill, M.J. On Sound Generated Aerodynamically. Part 1. General theory. Part 2. Turbulence as a Source of Sound // Proc. Roy. Soc., ser. A., 1952. -V. 211. -Pp 564-587; 1954. -V. 222. Pp. 1 - 32.

104. Lilley, G.M. The Generation and Radiation of Supersonic Jet Noise. Theory of Turbulence Generated Jet Noise // AFAPL-TR 72 - 53, 1972. -V. 4.-Pp. 1-97.

105. Morse, R.M., Bolt R.H. Sound Waves in Rooms // Rev. Modern Phys., -1944. V. 16, №2. - Pp. 69 - 150.

106. Oestreicher, Hans L. Supplementary Notes to Field of a Spatially Extenden Moving Sound Source // JASA. 1958. -V. 30, № 5.-Pp. 470-481.

107. Phillips, O.M. On the Generation of Sound by Supersonic Turbulent Shear Layers // J. Fluid Mech. 1960. - V. 5, Part 1. - Pp. 1 - 28.

108. Powell, Alan. Aerodynamic Noise and the Plane Boundary // J. Acoust. Soc. Am. 1960. -V. 32, № 8. - Pp. 982-990.

109. Samsel, R.W., Henry G.E. An under Water-acoustic Intensity Probe // JASA. 1953. - V.25, № 4. - Pp.823 - 824.

110. Sommerfeld, A.N. Propagation of Waves in Wireless Telegraphy //Ann. Phys. 1926.-V. 81.-Pp. 1135-1153.

111. Thomasson, S.J. Reflection of Waves from a Point Source by an Impedance Boundary // JASA, 1976. - V. 59, № 4. - Pp. 780 - 785.

112. Welhowitz, Walter. Directional Circular arrays of Point Sources // JASA. 1956. -V. 28, № 3. - Pp. 326 - 366.

113. Wezel, A.R. Propagation of Waves along an Impedance Boundary // JASA. 1974. -V. 55, № 5. - Pp. 956 - 963.

Похожие работы

Авиационная и ракетно-космическая техника
05.07.00