Page 46 - 《应用声学》2022年第6期
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该风洞为回流式低速风洞,试验段截面尺寸为5.5 m
0 引言 ×4.5 m,配备有 28 m(长)×26 m(宽)×20 m(高) 的
全消声室 [9] 。2016 年,中国航空工业空气动力研究
气动噪声是民用飞机主要的噪声源。民用飞
院完成 FL-10 风洞一期建设。FL-10 风洞同样为回
机的发动机噪声、机体噪声等均与气动噪声密切相
流式低速风洞,试验段尺寸为 8 m×6 m。FL-10 风
关 [1−2] 。风洞试验是开展气动噪声研究最直接有效
洞一期建设只考虑了洞体的降噪处理,并未完成声
的手段。采用全尺寸或者缩比模型在声学风洞中进
学试验环境与气动噪声试验设备的建设。2019 年,
行试验,能够在飞机设计阶段获得详实的噪声数据,
FL-10 风洞完成了消声室的建成,具备了气动噪声
确保飞机的噪声水平能够达到设计目标。气动噪声
风洞试验能力,成为目前国内最大的声学风洞。与
风洞试验需要低背景噪声、低声反射的测试环境,通
此同时,开展了包括全机缩比模型机体噪声、起落
常需要在专用的声学风洞中进行。采用缩比模型进
架噪声、增升装置噪声、旋翼噪声、螺旋桨噪声等多
行气动噪声风洞试验时,由于模型的缩比可能导致
种气动噪声试验设备的研制,具备了全面的气动噪
细节丢失、流动特性的变化,进而影响到噪声特性。
声风洞试验能力。
因此,气动噪声风洞试验通常希望在大型声学风洞
围绕 FL-10 风洞气动噪声试验环境的建设,本
中采用大尺寸模型进行试验 [3] 。
文主要介绍FL-10风洞消声室的设计、建设、自由场
欧美国家自 20 世纪 70 年代陆续改造、新建了
校测以及本底噪声测量等相关内容。
多座大型声学风洞。其中欧洲的DNW LLF风洞和
美国NASA Ames 40 × 80英尺(1英尺= 0.3048 m)
1 FL-10风洞概况
风洞是大型声学风洞中的典范。DNW LLF 风洞是
一座回流式低速风洞,试验段截面尺寸为8 m×6 m, FL-10 风洞是一座常压低速回流式风洞,总体
该风洞于 1981年进行了首次声学改造,具备了气动 轮廓如图1 所示。风洞洞体回路的长度约 145 m,宽
噪声试验能力 [4] ,并在 2014年再次改造以进一步降 度约 47 m,配备 49 m (长)×33 m (宽)×26 m (高)
低背景噪声 [5] 。NASAAmes 40 × 80英尺风洞则在 的试验大厅。FL-10 风洞建有闭口与开口两个试验
1994年完成了声学试验环境改造,具备气动噪声试 段,可以根据试验的需求进行更换。其中开口试验
验能力,该风洞试验段尺寸达 24 m × 12 m [6] 。此 段尺寸为8 m (宽)×6 m (高)×20 m (长)。风洞试验
外,欧美国家还建设了包括 DNW NWB [7] 、Boeing 段中心距离地面高度为10 m,距离收缩段出口7 m。
LSAF [8] 、ONERA CEPRA19 [9] 等多座 3 ∼ 4 m 量 风洞采用大功率电机驱动轴流式风机来产生气流,
级的声学风洞,为民机的研制做出了重要贡献。 开口试验段最大风速为 85 m/s,闭口试验段最大风
我国声学风洞建设相对较晚。2013 年,中国空 速为110 m/s,对应的最大雷诺数为6.3 × 10 (参考
6
气动力研究与发展中心建成 FL-17 航空声学风洞, 长度0.69282 m)。
145 m
6
7
5
8
47 m 13 41 m
9
7 m 33 m 4
10 11 12 1 2 3
8 m
14
49 m
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图 1 FL-10 大型低速风洞平面图
Fig. 1 Sketch of FL-10 wind tunnel