Page 131 - 应用声学2019年第5期

第 38 卷 第 5 期 李晨曦等： 飞机机体表面声压及舱内降噪优化设计 883

由图20可以看出，仅考虑蒙皮结构的舱内声压
90
85 级较高，说明蒙皮结构无法有效降低舱内噪声，有
80
75
70 ঴ܦԍጟ/dB 必要使用降噪声学包和内饰板。比较图 20 中的实
65
60 线和虚线可以看出，添加原始设计方案的降噪声学
55
50
包和内饰板能有效降低舱内声压级，在 2500 Hz 最
图 19 工况 1 的客舱中后段的声学模型线性总声压
大可降低 10.5 dB。三种隔音棉设计方案的降噪效
级仿真云图，优化设计方案 2
果在 1600 Hz 以上基本一致，而在 315∼1600 Hz 频
Fig. 19 Distribution of the simulated overall
sound pressure on the aircraft surface in the mid- 段上，使用三种隔音棉设计方案得到的舱内声压级
after cabin of operation condition 1, using the pro- 依次降低，证明增加高密度隔音棉的铺设范围可以
posed design 2 of the thermal acoustic blankets 降低舱内声压级。此结论与舱内壁板近场辐射声压
棉区从 5 区 ∼9 区向 3 区和 4 区扩展，即为优化方 仿真结果所得到的结论一致，也符合 2.2 小节中对
案 2。对比优化方案 2 和优化方案 1 的仿真结果发 噪声传递路径的分析和对降噪方法的预期。因此，
现，在 3 区和 4 区用高密度隔音棉替换低密度隔音 在实际工程设计中，应综合考虑壁板近场辐射声压、
棉不仅能降低此处的壁板近场声压，相邻的 1 区、 舱内声压、设计方案重量等因素对设计方案进行取
2 区、5 区、6 区、10 区声压也有所降低，而这种降低 舍和优化，以达到在保证客机经济性的同时优化客
效果与壁板的耦合关系和声能量传递路径有关。 舱声环境的目的。
3.3 舱内声压级仿真结果 为验证模型，本文将仿真得到的 A 计权舱内声

由舱内壁板的近场辐射声压仿真结果可知，在 压级与在舱内不同位置测量得到的 A 计权声压级
降噪声学包的优化设计方案中，用高密度隔音棉替 进行对比，如图 21 所示。图中细线代表在舱内不同
换低密度隔音棉能降低对应的壁板近场声压和邻 测点位置测量得到的A 计权声压级，黑色粗实线代
近区域壁板的近场辐射声压。而本文仿真模型中的 表仿真得到的 A 计权舱内声压级。由公式 (1) 可知，
近场辐射声压只与对应壁板有关，可以验证降噪声 仿真得到的声压级是声空腔内对体积求平均得到
学包的有效性，未考虑客舱声场混响和其他壁板、舷 的声压级。由图 21 可以看出，仿真数据与实测数据
窗等的影响。图 20 是仿真模型计算出的客舱内声 呈现相同的趋势，但仿真数据在整个有效频段内比
压级，体现了客舱内的混响以及壁板、舷窗的整体 实测数据高 1∼8 dB。这是由于本文使用的仿真模
影响。其声源激励如图 13 所示，分为只考虑蒙皮和 型是一个简化的客机舱段模型，未考虑行李架、客舱
蒙皮 + 降噪声学包等构型，降噪声学包设计方案见 座椅等对客舱声场的影响。而实测数据则包括所有
表4。 客舱组件对客舱声空腔的影响。图22是实际测量得

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5 dB

315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000
ᮠဋ/Hz
图 20 工况 1 的客舱中后段的声学模型计算出的舱内声压级
Fig. 20 The simulated sound pressure levels in the mid-after cabin under the excitation of the
measured sound pressure levels on the outer surface of the aircraft with operation condition 1