Page 47 - 《应用声学》2022年第6期

第 41 卷 第 6 期 周国成等： 大型航空声学风洞消声室建设与校测 893

FL-10风洞在设计之初即考虑未来气动噪声试 根据国际民航组织以及中国民航局对飞机适
验能力建设的需求，因此在洞体建设阶段就开展了 航噪声的相关要求，民机适航噪声测量的频率范围
大量的降噪工作，包括： 为50 ∼ 10000 Hz。在进行风洞试验时，通常是采用
(1) 采用低噪声动力风扇，优化桨叶与止旋片 缩比后的风洞试验模型进行试验。根据气动噪声试
数量，降低风扇噪声； 验方法理论，假设模型的缩比率为 1 : n，则在气动
(2) 动力段采用阻性吸声结构进行声学处理， 相似、马赫数相等的前提下，模型噪声的频率为全
吸收风扇噪声； 尺寸飞机的n倍，即两者的斯特劳哈尔数St相等：
(3) 4 个拐角导流片均进行声学处理，导流的同
St = fD/U, (1)
时起到消声作用；
(4) 优化收集器开度，收集器的收集板为多孔 式 (1) 中，f 为频率，D 为模型特征长度，U 为试验
风速。
消声结构，并采用柔性材料包敷，降低收集器噪声；
(5) 优化调压窗设计，抑制开口试验段低频 根据 FL-10 风洞规划的气动噪声试验能力，以
颤振； 及各种试验中模型的缩比率，可以得出各种试验对
截止频率的需要，列入表 1 中。综合各类试验对下
(6) 配备大型隔声门，采用气浮驱动，平均隔声
量达60 dB。 限频率的需要，最终选择 80 Hz 作为消声室的截止
上述技术手段确保了FL-10具有较低的背景噪 频率。该频率能够满足大部分试验的需要，同时还
能够降低吸声尖劈的长度，控制消声室建设成本。
声水平，能够满足气动噪声风洞试验的要求。
2.2 消声室整体设计
2 声学试验环境建设 FL-10风洞消声室需要满足气动噪声试验时对

自由场的需要，同时还需要充分考虑风洞运行时
为了获得试验模型在远场的噪声试验数据，并
产生的气动载荷。根据此要求，开展消声室的总体
据此反推飞行状态下的飞机在地面产生的噪声，气
设计：
动噪声试验需要在无反射自由场的环境下进行测
(1) 消声室为全消声室结构，消声室四周壁面、
量 [10] 。为了形成气动噪声测量所需的声学环境，
顶面以及地面均采用吸声体进行覆盖。为了降低消
FL-10 风洞建设了全消声室，以消除各个壁面的声
声室建设成本，在收集器后方及下方、收缩段下方
反射。
等二次反射区域采用吸声平板，其他区域则全部采
2.1 消声室截止频率确定 用吸声尖劈。

截止频率是消声室最重要的性能参数。根据截 (2) 消声室原有棚顶为框架式结构，隔声量不
止频率的定义，消声室对截止频率及以上的声波的 足，同时承载能力较弱。为了提高顶部隔声量、保证
吸收率可达 99.9%。消声室的截止频率需要根据其 顶部结构安全，采用隔声板 + 吸声尖劈的形式形成
噪声试验内容来确定，同时也将影响消声室的建设 吸隔声一体化结构，在隔绝外部噪声的同时，消除顶
成本。 部声反射。

表 1 FL-10 风洞噪声试验对截止频率的要求
Table 1 Requirements for cut-off frequency of FL-10 wind tunnel aeroacoustic noise test
序号 试验能力 模型特征尺寸 缩比率 下限频率/Hz
1 全机缩比模型试验 模型展长约 5.5 m 1 : 6 ∼ 1 : 12 300
2 增升装置半模试验 半展长约 4 m 1 : 4 ∼ 1 : 8 200
3 全尺寸起落架 轮径约 1.2 m 1 : 1 50
4 旋翼噪声试验 桨叶直径 4 m 1 : 2 ∼ 1 : 8 100
5 风扇噪声试验 直径 0.5 m 1 : 4 ∼ 1 : 6 200
6 高铁试验噪声试验 车长 16 m 1 : 6 ∼ 1: 8 300
7 螺旋桨噪声试验 直径 2 m 1 : 1 ∼ 1 : 2 50
8 汽车噪声试验 整车试验 1 : 1 50