Копьев В.Ф., Беляев И.В., Величко С.А., Зайцев М.Ю., Копьев В.А., Фараносов Г.А. «Создание системы активного управления волнами неустойчивости в дозвуковой турбулентной струе» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 2-7 (2014)

Волны неустойчивости в слое смешения высокоскоростной турбулентной струи, как известно, являются значительными источниками шума, что делает их подавление важным для авиационной промышленности. В исследовании мы использовали различные виды воздействия для управления волнами неустойчивости в слое смешения. Возможность подавления искусственной гидродинамической волны неустойчивости в турбулентной струе внешним воздействием, предсказанная теоретически, продемонстрирована в эксперименте. Разработана автоматическая система активного управления волнами неустойчивости в турбулентной струе. Этот результат может быть использован для снижения шума струи с помощью активной системы управления.

Запрягаев В.И., Губанов Д.А., Киселев Н.П. «Влияние интенсивности микроструй, инжектируемых вблизи среза сопла, на акустическое излучение сверхзвуковой струи» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 8-14 (2014)

Выполнено экспериментально-численное исследование влияния вдува микроструй вблизи среза сопла основной струи на слой смешения и акустическое излучение сверхзвуковой недорасширенной струи. В результате исследования получены данные о влиянии вдува микроструй различной интенсивности на характеристики шума сверхзвуковой струи. Установлено, что вихрегенераторы приводят к снижению шума в низкочастотной области спектра и повышению в высокочастотной. Проведено сопоставление результатов акустических измерений с данными численного расчета для определения взаимосвязи между изменением толщины слоя смешения струи и акустическим излучением струи при использовании вихрегенераторов.

Фараносов Г.А., Беляев И.В., Бычков О.П., Зайцев М.Ю., Карабасов С.А., Каравосов Р.К., Копьев В.Ф., Семилетов В.А. «Исследование аэроакустического взаимодействия реактивной струи и крыла» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 15-19 (2014)

Представлены результаты экспериментальных, теоретических и численных исследований шума взаимодействия двухконтурной струи и участка стреловидного крыла с убранной механизацией. Проведено параметрическое исследование шума в дальнем звуковом поле в нижней полусфере. Предложена двумерная теоретическая модель усиления шума струи вблизи крыла. Также проведено численное моделирование эффекта методом LES на основе схемы КАБАРЕ. Получены спектральные характеристики дальнего звукового поля и проведено их сопоставление с экспериментальными данными.

Остриков Н.Н., Денисов С.Л. «Расчёт экранирования силовой установки (СУ) самолёта элементами планера» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 20-23 (2014)

Ряд выполненных в середине 1970-х годов прошлого века расчётных исследований эффективности экранирования шума СУ поверхностями планера самолёта показал грандиозное снижение шума на местности. Однако использовавшиеся в данных работах расчётные методики, базировавшиеся на приближённых методах, заменяли некомпактные источники шума СУ (вентилятор, винт, струя) на точечные источники. Проведённые в последнее время эксперименты показали, что измеренный шум от основных источников шума СУ при наличии экранирования значительно больше, чем это предсказывают расчетные методы. В работе проводится рассмотрение методов расчёта эффекта экранирования и сравнение этих методов на примере задач, допускающих точное решение. Также выполняется сравнение с имеющимися экспериментальными данными.

Замтфорт Б.С. «Влияние ужесточения требований к допустимым уровням шумасамолетов на изменение облика авиационных двигателей» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 24-28 (2014)

Как известно, постоянное ужесточение допустимых уровней шума самолетов на местности требует для их выполнения снижения шума основных источников двигателя. Так первая модификация существующих двигателей была связана с введением норм 3 главы приложения 16 тома 1 ИКАО: для снижения шума реактивной струи были увеличены степень двухконтурности (до m=2–3), диаметр вентилятора (Д_в) и внедрены звукопоглощающие конструкции. Следующее поколение двигателей имело более высокие параметры термодинамического цикла(m, П_к, Т_г), что позволило уменьшить удельный расход топлива и уровни шума. Для этих двигателей потребовалось значительное увеличение m=5–6, Дв и оптимизация по шуму облика вентилятора. Появление норм главы 4, сниженных суммарно на 10 EPNдБ по отношению к главе 3, привело к необходимости дальнейшего повышения m до 8–10. Однако у этих двигателей основная мощность передается из внутреннего контура во внешний (от струи к вентилятору). Чтобы не увеличивать уровни шума при его приводе с ограниченной окружной скоростью (U_в) необходима 6–7 ступенчатая турбина вентилятора (Т_в). Наличие такой турбины привело к значительному росту массы и длины двигателя. В связи с предстоящим введением норм главы 14, уменьшенных суммарно еще на 7 EPNдБ по отношению к главе 4, необходимо дальнейшее увеличение m до 12–17, что невозможно в двигателях прямого привода из-за роста числа ступеней Т_в. Решение этой проблемы – в переходе к двигателю с редуктором, позволяющем «развязать» валы вентилятора и Т_в. Вентилятор вращается с ограниченной U_в , а Т_в – с максимально возможной (при этом число ступеней Т_в снижается до 2–3). Учитывая введение в дальнейшем следующих за 14 главой норм, рассматривается возможность дальнейшего увеличения m – создание двигателя с открытым ротором. Такой двигатель позволит существенно снизить удельный расход топлива, а, следовательно, выбросы NO_x и CO₂ (следующий нормируемый параметр – выбросы углекислого газа), но для его внедрения необходимого будет решить возникающие при его эксплуатации вопросы, связанные с выполнением норм по шуму в окрестностях аэропортов и в салонах самолетов.

Городкова Н.А., Чурсин В.А., Берсенев Ю.В., Григорьев А.Г., Алексенцев А.А. «Оценка точности определения уровней шума двигателя в свободном поле в условиях открытого стенда» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 29-33 (2014)

Представляеся оценка результатов определения шума авиационного двигателя в свободном поле по данным акустических измерений на открытом двигательном стенде. Ранее для этой цели использовались микрофоны свободного поля, установленные на уровне оси двигателя. Однако, в силу неоднозначности интерференционной картины прямого и отраженного сигналов в диапазоне до 10 кГц, в Техническом руководстве ИКАО (Doc 9501) рекомендуется проводить измерения шума двигателя флеш-микрофонами по давлению. В этом случае, в силу практически нулевой разности фаз прямого и отраженного сигналов, микрофон воспринимает давление, удвоенное относительно падающего сигнала. При этом кажется привлекательным получить давления в свободном поле вычитанием 6 дБ из измеренного. Тем не менее, сравнительные измерения шума на уровне оси двигателя и флеш-микрофонами говорят о том, что на высоких частотах удвоенные давления на флеш-микрофонах нельзя трактовать как удвоенные давления в свободном поле.

Беляев И.В. «Звуковое поле вращающегося источника в струйном течении» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 34-39 (2014)

Проведено теоретическое исследование звукового поля, создаваемого вращающимся точечным источником в струйном течении. Скорость потока предполагается однородной, слой смешения струи моделируется разрывом скорости. Точечный гармонический источник звука, расположенный внутри струи, вращается в плоскости, перпендикулярной направлению потока. Звуковое поле, создаваемое вращающимся источником в дальней области, сравнивается с звуковым полем, создаваемым этим же источником при отсутствии разрыва скорости, что позволяет оценить величину эффекта рефракции звука.

Соболев А.Ф. «Определение импеданса образцов ЗПК [звукопоглощающей конструкции] на установке "интерферометр с потоком»» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 40-47 (2014)

Исследуется решение задачи определения импеданса образца звукопоглощающей конструкции (ЗПК), установленного на боковой стенке достаточно узкой трубы с учетом скользящего потока и высокого уровня звукового давления. Импеданс определяется на основании измерения структуры акустического поля в зоне расположения образца с помощью четырех микрофонов, установленных на противоположной к образцу стенке канала прямоугольного поперечного сечения. Показано, что собственные значения, соответствующие модам нулевого порядка, распространяющимся в прямом и обратном направлении, определяются из решения простых алгебраических уравнений относительно передаточных функций между опорным микрофоном и остальными тремя. Реализация этого метода продемонстрирована теоретически на виртуальном интерферометре с потоком.

Павлоградский В.В., Пальчиковский В.В., Бульбович Р.В. «Учет профиля скорости потока в определении импеданса ЗПК [звукопоглощающей конструкции] на установке "канал с потоком»» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 48-54 (2014)

Для решения задачи определения импеданса звукопоглощающей конструкции (ЗПК) на установке «канал с потоком» разработан программный код, включающий реализацию решения математической модели распространения звука методом конечных элементов и процедуру поиска импеданса. В качестве математической модели распространения звука в канале с потоком и импедансными стенками выбрано конвективное уравнение Гельмгольца. Выявлено, что с увеличением скорости потока, точность определения импеданса по данной модели падает. Для повышения точности выбрана модель распространения звука в канале с потоком на основе линеаризованных уравнений Эйлера. Для данной модели на основе имеющихся в литературе экспериментальных данных построен профиль потока и выполнена оценка точности нахождения импеданса ЗПК.

Ипатов М.С., Остроумов М.Н., Соболев А.Ф. «Определение импеданса образцов ЗПК [звукопоглощающей конструкции] на интерферометре при нормальном падении звука в расширенной области частот» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 55-62 (2014)

В настоящее время при определении импеданса образцов звукопоглощающей конструкции в интерферометре при нормальном падении звука используется двухмикрофонный метод. В данной работе предлагается при определении импеданса учитывать кроме нулевой моды первую азимутальную моду, используя с этой целью вместо двух четыре микрофона, расположенные на боковой стенке интерферометра. В этом случае верхняя граничная частота измерений повышается до частоты, соответствующей возникновению второй азимутальной моды. Коэффициент отражения определяется из решения системы из трех линейных алгебраических уравнений относительно комплексных передаточных функций между опорным микрофоном и остальными тремя. Показано, что в используемом интерферометре четырех микрофонов вполне достаточно, чтобы определять импеданс в том диапазоне частот, который необходим при расчетах эффективности систем шумоглушения авиационного двигателя в контрольных точках на местности. При этом поперечные размеры трубы интерферометра позволяют сохранить характерные структурные параметры реальных звукопоглощающих конструкций.

Копьев В.Ф., Макашов С.Ю., Миронов М.А., Солнцева В.С. «Влияние различных геометрических параметров гофрированного волновода с потоком на тональное излучение» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 63-67 (2014)

Проведено экспериментальное исследование процесса генерации звука потоком воздуха в гофрированных волноводах со скоростями потока свыше 30 м/с. Описана экспериментальная установка, представлены некоторые результаты экспериментов. Показано, что при искусственном возбуждении гофрированного волновода, акустически задемпфированного с одного конца, бегущая волна может как усиливаться, так и поглощаться в зависимости от частоты и скорости потока.

Баженова Л.А., Семенов А.Г. «О природе вихревого звука при обтекании потоком цилиндра» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 68-75 (2014)

Рассмотрены закономерности, определяющие природу вихревого звука (Эолова тона) при обтекании цилиндра воздушным потоком, связанную с отрывом вихрей с поверхности профиля, их трансформацией и образованием вихревой дорожки в следе. Оценено положение места формирования вихревой дорожки в следе и размер области, где вихревая дорожка еще нестабильна. Установлено, что в исследуемом диапазоне чисел Рейнольдса (4.7·10³–1.5·10⁴) с увеличением скорости потока максимум пульсаций давления в следе приближается к поверхности цилиндра, что ведет к возрастанию уровня пульсаций давления на цилиндре и интенсивности вихревого звука. Показано, что воздействие на вихревую дорожку путем внесения препятствия в область ее нестабильности, ведет к уменьшению интенсивности излучаемого звука вплоть до его подавления.