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飞机噪声适航合格审定试验中,测量点地面影响飞
1 引言
机噪声测量和有效感觉噪声级的评定,有必要对这
根 据 中 国 民 用 航 空 总 局 的 “CCAR-36 航 空 种影响进行分析 [4,13] 。
器型号和适航合格审定噪声规定” [1] (以下简称 大量学者对地面对飞机噪声传播的影响进行
“CCAR-36 部”) 和国际民航组织的 “国际民用航 了研究,通过试验测量、理论估算的方法分析了地
空公约 -附件 16-环境保护手册 -卷 I” (以下简称 面对飞机噪声测量的影响 [3−9,14] 。国际自动机工
[2]
“ICAO 附件 16”),除去最大起飞重量小于 8618 kg 程师学会(Society of automotive engineers interna-
的螺旋桨小飞机和螺旋桨通勤类飞机等以外,多 tional, SAE International) 在 SAE AIR 1327 [8] 和
数民用飞机适航合格审定在进行起飞和进场条件 SAE AIR 1672 [9] 中对分析地面对飞机和发动机噪
下地面噪声的测量和评定时,传声器布置在地面上 声影响的理论估算方法和试验方法进行了总结。
1.2 m 处,测得的噪声至少包含两部分 [3−9] :一是飞 在民用飞机噪声适航合格审定方面,SMITH [4] 通
机发出的噪声直接入射到传声器的直达声,二是飞 过飞行试验分析了在地面上不同高度布置传声器
机发出的噪声经地面反射后传播到传声器的反射 对适航合格审定噪声的影响,给出了通过改变传
声。地面声阻抗对反射声有较大影响 [7−10] ,当测量 声器高度来减弱地面对测量噪声不利影响的建议;
点地面声阻抗不同时,传声器接收的噪声会有差异。 Rackl [14] 结合大量试验数据分析了地面引入的伪
为考虑地面对噪声测量的影响,“CCAR-36部”中对 纯音对有效感觉噪声级计算中纯音修正因子的影
试验场做了规定,要求试验在平坦的地带且没有吸 响,最终也给出了改变传声器高度来减弱地面引入
声特性过大的茂密或高大的草、灌木及树林等,但没 的伪纯音对有效感觉噪声级影响的建议;GREGG
有对地面具体的声学条件做出进一步要求。在中国 等 [5] 分析了地面声学条件对飞机噪声影响的不同
民用航空总局的 “AC 36-1咨询通告:航空器型号和 方法,并将其应用于美国联邦航空管理局的机场噪
适航合格审定噪声规定” [11] 中,对试验场地做了一 声评估软件 INM(Integrated noise model)。尽管以
些描述性说明,包括 “半径 25 英尺区域内的草必须 上研究分析了地面对噪声评定的影响,但是没有对
割除”、“噪声测量点周围 50英尺范围内的雪必须清 地面对有效感觉噪声级的影响进行具体数据分析,
除,而且不能堆放在飞行路线一侧” 和“测量点周围 或者给出的方法不满足 “CCAR-36 部” 等的要求,
25 英尺的沙土表面必须夯实,不允许有沟槽、泥浆 难以将其应用于试验中。随着中国民用航空总局
和浮土” 等,实际上这对试验场地面进行了考虑,并 颁布 “CCAR-36 部” 等,国产民用飞机的噪声适航
对地面处理给出了操作性指导,“ICAO 附件 16” 中 合格审定工作 (如 MA60、ARJ21-700 和运 -12 系列
还给出了如何分析地面影响的简略指导,但二者均 等已经进行,C919、MA700和AG600等正在准备之
没有对地面做出具体的声阻抗限定和对地面影响 中) 相继展开,当前我国没有专用民机噪声适航合
进行具体分析。即使将试验场测量点区域处理成沙 格审定试验场地,有必要对普通试验场地面对适航
土地面,但不同地域试验场沙土表面的沙、黏土和 合格审定中有效感觉噪声级的测量影响进行分析。
碎石子等成分不同,声阻抗也有一定差异 [3,10] 。由 本文提出了一种分析和评估地面声学条件对
于地面影响了适航合格审定中噪声的测量和人对 民机噪声适航合格审定试验中有效感觉噪声级的
飞机噪声的主观感觉,“CCAR-36 部” 咨询通告 (附 影响的方法,并采用 ARJ21-700 飞机噪声适航合
件) [12] 和“ICAO ETM” [13] 中指出,地面对 1.2 m处 格审定飞行试验数据进行了具体计算和分析。首
噪声测量的影响引起的频谱不规则性可能在低频 先,根据 ARJ21-700 飞机噪声适航合格审定飞行试
段引入伪纯音,从而导致计算中出现不合适的纯 验中飞越噪声测量点附近布置的倒置传声器装置
音修正因子。实际上,由于不同的地面阻抗可能在 测量结果,得到了自由场声压级 (Sound pressure
不同的频段引入伪纯音,通过识别伪纯音间接考 level, SPL),分析了试验中地面对噪声测量的影
虑地面对飞机有效感觉噪声级 (Effective perceived 响。然后,选择典型的干沙土地面、碎黏土地面、碎
noise level, EPNL)的影响,而对地面对噪声的影响 石 - 沙土地面和声学硬地面等,计算了带不同地面
进行具体分析有助于伪纯音的识别。因此,在民用 影响的声压级和有效感觉噪声级,与实际的噪声合