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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 925

80 舱段内饰天花板背面增加25 mm 绝热隔声层，重量
౞یʷ
70 ౞ی̄ 增加约8 kg；
౞یʼ
60
౞یپ (3) 方案 3——粘贴阻尼层：在直接与发动机吊
ᬦܦ᧚/dB 40 ౞یО 挂前梁相连接的结构上粘贴阻尼层，重量约 6 kg；
౞ی̋
50
౞یʹ
后舱段两侧窗户下侧壁板区域粘贴阻尼层，重量约
30
25 kg。
20
针 对 以 上 3 种 优 化 方 案， 在 巡 航 条 件 下
10
0 (35000 ft, 0.78 Ma) 进行了试飞测试，图 15 给出
200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 了不同优化方案下的舱内噪声分布云图。从图 15
ᮠဋ/Hz
中可以看出：经过对主要噪声传递路径的驾驶舱内
图 14 不同构型壁板隔声性能对比 饰天花板、后舱侧壁板和内饰板优化设计，改变隔
Fig. 14 Transmission loss comparison of different 热隔声层铺设方式和厚度以及粘贴阻尼层，可以明
configurations 显降低后舱段的噪声水平，将后舱段内噪声水平由
降低到80 dB(A)以下，降噪量约3 dB。
(1) 在厚度不变的前提下，改变隔热隔声层的
铺设方式和材料密度对壁板隔声性能影响较小，因 dB(A)
84
此针对飞机后舱段降噪，必须考虑增加隔热隔声层 82
的厚度，当然重量增加在所难免； 80
78
(2) 在蒙皮或者内饰板上增加一层隔热隔声层， 76
(a) ۳వی
明显能提高1000 Hz以上频率壁板的隔声性能； 74
(3) 在蒙皮内侧粘贴阻尼层能提高壁板隔声 dB(A)
84
性能，主要体现在 200∼315 Hz 频率范围能提高约 82
80
3 dB 隔声量，以及600∼2000 Hz 频率范围能提高约 78
5 dB 隔声量，在整个分析频率上平均能提高 3 dB， (b) வವ1+வವ2 76
74
因此可以考虑在主要传递路径的结构上采用粘贴
dB(A)
阻尼层的方案进行减振处理。 84
82
80
4.2 舱内降噪方案及试飞验证
78
从第 4.1 节分析可知增加隔热隔声层的厚度是 (c) வವ3 76
74
势在必行的，重量增加也在所难免，因此针对尾吊发
动机飞机的后舱段降噪措施，将作为主要噪声传递 图 15 不同优化方案舱内噪声分布云图
路径的后舱两侧窗户下侧壁板和内饰板根据以上 Fig. 15 Noise nephogram for different noise treatment
构型进行优化，预计优化后的舱内噪声水平，同时分
5 结论与讨论
析不同优化措施的降噪效果以及措施的可行性和
增重情况。由于受空间所限，内饰板与蒙皮之间的 本文以尾吊发动机飞机为例，利用统计能量法
距离不能改变，并且航空所用的材料受到适航规章 分析该飞机各主要噪声源贡献量及传入舱内噪声
的要求，因此在不增加新材料的前提下，尽量利用已 的主要传递路径，并针对主要传递路径的飞机壁板
有材料库中的材料进行降噪处理，主要有以下几种 进行声学设计，利用散射矩阵法分析飞机壁板结构、
优化方案： 隔声隔热层、内饰板及它们的组合结构的声学性能，
(1) 方案 1——增加隔热隔声层厚度：增加侧壁 快速地对壁板结构隔声性能进行有效便捷的预测，
包框和后球面框上隔热隔声层铺设厚度 25 mm，重 同时遵循传递损失特性分析、重量分配和重量控制
量增加约8 kg； 原则以及适航条款要求，制定合理的结构声学优化
(2) 方案 2——改变隔热隔声层铺设方式：在后 方案。研究发现：(1) 针对飞机机身后段噪声过大问