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第 37 卷 第 6 期              胡莹等: 基于散射矩阵法的飞机壁板声学优化设计                                           919


             2.3 材料参量的确定                                       排除对舱内噪声影响较小的材料参数,如隔热隔声
                 建立整机声学模型后,需要确定各个子系统的                          层的流阻、孔隙率、纤维扭曲因子、黏滞特性长度、
             材料参量,材料参数的正确与否直接关系到后期噪                            热特性长度,这 5 种参数需要通过材料实验才能获
             声预计结果的正确性。不同的子系统在计算时需要                            取准确的数据,经噪声参数敏感度分析,它们对舱
             涉及的材料参数有所不同,如蒙皮、地板、内饰结构                           内噪声影响很小,可取类似材料的参考值进行计算。
             子系统需要确定材料的厚度、密度、拉伸模量、剪切                           表1 给出了飞机的材料参量            [9] 。
             模量、泊松比等,而位于蒙皮与内饰之间的隔热隔                            2.4  主要噪声源分析
             声层材料需要确定密度、流阻、孔隙率、纤维扭曲因
                                                                   民用飞机的噪声激励源有发动机、气流脉动、
             子、黏滞特性长度、热特性长度、阻尼损耗因子等等。
                                                               振动等,每个激励源对舱内噪声的贡献和影响不同。
             大部分材料参数可以通过查找飞机设计材料选用
                                                               发动机噪声源根据发动机供应商提供的台架测试
             手册获取,手册中没有给出的材料参数通过查找相
                                                               数据加载在机身表面;气动噪声即湍流附面层噪声
             关文献确定。对于手册中没有定义,而查找文献也
                                                               采用经验公式       [10−11]  计算;振动噪声包含发动机振
             难以获得的材料数据,通过材料参数的敏感度分析,
                                                               动和 TBL 引起的机体振动,通过采用地面测试和
                           表 1   材料性能参数                        经验数据计算获得。以尾吊发动机飞机在飞行高度
                  Table 1 Critical material parameters         9000 m、飞行速度0.6 Ma (200 m/s) 巡航状态为例,
                                                               将发动机噪声源、气动噪声、振动噪声这三种不同
                         密度/     拉伸模量/    剪切模量/
                                                   泊松比         的外部激励载荷分别加载在SEA声学模型上,计算
                        (kg·m −3 )  Gpa     Gpa
                铝合金      2750      72.7     27.3    0.33       各个噪声源对不同舱段噪声水平的影响,根据舱内
               玻璃纤维增                                           声压级分析噪声源贡献量,如图5、图6所示。表2给
                         2250      48.9     18.4
               强环氧树脂                                           出了主要噪声源分析结论。
               玻璃纤维增
                         1250      40.6             0.38
               强酚醛树脂
                                                                          表 2    各舱段的主要噪声源
                蜂窝板      144.3     0.06     0.025
                NOMEX                                            Table 2 The major noise sources in different
                          29       0.06     0.025
                蜂窝板                                              cabin
               NORDAM
                         1190      3.3       1.2    0.37
                亚克力板                                             舱段       主要噪声源            舱段       主要噪声源
                         密度/      流阻率/                          驾驶舱         TBL           服务舱     TBL、发动机、振动
                                            孔隙率   扭曲因子
                                  4
                        (kg·m −3 ) (10 Ns·m −4 )              前舱第一段 发动机、TBL、振动          前舱第二段         发动机
                          6.72     0.23     99%     1.5       前舱第三段         发动机         前舱第四段         发动机
                玻璃纤维      9.6      0.40     98%     1.5       中舱第一段         发动机         中舱第二段         发动机
                          24       1.17     96%     1.5       后舱第一段         发动机         后舱第二段         发动机


                                                    ԧү఻    TBL   ૝ү
                              Aᝠిܦԍጟ/dB(A)








                               10


                                 ᰂ᯺ᓎ     Ғ఩Ҭᓎ    Ғᓎ    Ғᓎ2  Ғᓎ3  Ғᓎ4  ˗ᓎ1   ˗ᓎ2    Ցᓎ1   Ցᓎ2

                                               图 5  尾吊发动机飞机噪声源贡献量
                                        Fig. 5 The contribution of different noise sources
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