Шумность ТРДД

Под шумностъю понимается такая количественная характеристика источника, которая отражает степень раздражающего воздействия акус­тического излучения на человека. В соответствии с существующими стан­дартами воспринимаемая шумность (n_i) акустического излучения в третьоктавной полосе частот оценивается в единицах "ной" и зависит от интенсивности и частоты излучения. Значения n_i заданы в стандартах в табличной форме.

Суммарная шумность воспринимаемого человеком излучения в звуковом диапазоне частот (45-11300 Гц) оценивается с помощью критерия "суммарная воспринимаемая шумность" ( N ), опре­деляемого как:

, (4.24)

где i-номер третьоктавной полосы частот, n_max - максимальная величина воспринимаемой шумности в спектре излучения.

По аналогии с суммарным по третьоктавному спектру уровнем звуко­вого давления в стандартах введено понятие "уровень воспринимаемого шума" (РNL). Величина PNL оценивается в единицах PNдБ и определяет уровень суммарной шумности излучения в диапазоне частот 45-11300 Гц.

PNL(k) = 40,0 + 33,22 lgN (k). (4.25)

Вместе с тем параметр “PNL” не всегда бывает удобным для характеристики шумности ТРДД. Величина PNL зависит от направления распространения акустического излучения и для описания шумности ТРДД даже на одиночном режиме работы необходимо задание одномерной матрицы значений PNL.

Для описания шумности ТРДД вводится понятие "интегральная шумность" ( IN ), которое является аналогом понятия "мощность акустического излучения" (W).

По определению:

W ~ ,

IN~ , (4.26)

поэтому уровень интегральной шумности будет равен:

,

, (4.27)

где W₀ и IN₀ - пороговые значения мощности и интегральной шумности, равные:

p₀ = 2 10^-5 Па ;

. (4.28)

Здесь р₀ и N₀ - пороговые значения звукового давления и суммар­ной шумности. Для определения величины N₀ рассмотрим совместно два выражения для PNL : соотношение (4.25) и соотношение вида:

(4.29)

При N =1 величина PNL равна 40; подставив эти значения в вы­ражение (4.29), получим: N₀ = 10^-2 , ной.

Тогда в соответствии с (4.28) для условий МСА получим:

IN₀ = 2 10^-7 . (4.30)

На практике для оценки уровня интегральной шумности (L_IN) и характеристики направленности шумности можно использовать пространствен­ное распределение уровней воспринимаемого шума (PNL ) (соотношение 2.4).

Уровни интегральной шумности отечественных ТРДД при различных режимах их работы приведены на рисунке 4.24.

Рисунок 4.24

Для ТРДД с различной степенью двухконтурности при отсутствии в двигателе ЗПК все экспериментальные данные группируются вблизи некоторой монотон­ном зависимости, близкой к линейной. Увеличение взлетной тяги дви­гателя или увеличение режима работы приводит к возрастанию уровня интегральной шумности. Использование в двигателе звукопоглощающих конструкций приводит к снижению уровня интегральной шумности. Для ТРДД типа Д.18Т эффективность ЗПК составляет ~10РN дБ при взлетном режиме работы.

Характеристика направленности шумности ТРДД также зависит от режима работы и степени двухконтурности двигателя. Уменьшение режима работы в целом приводит к уменьшению неравномерности пространствен­ного распределения шумности в диапазоне углов наблюдения φ =20⁰-150° (рисунки 4.25а,б).

Рисунок 4.25а

Рисунок 4.25б

При максимальном и повышенных дроссельных режимах (0,9N-N) работы наибольшая шумность для всех рассматриваемых типов ТРДЦ имеет место в задней полусфере в диапазоне углов φ =90⁰-150°. Причем у ТРДД с ЗПК максимум шумности располагается вблизи оси реактивной струн ( φ> 130°), а у ТРДД с высокой степенью двухконтурности - при φ =100⁰-130° и φ< 40°.

Подобное пространственное распределение шумности свидетельствует о том, что у ТРДД с m < 3 при максимальном и высоких дроссельных режимах работы основным источ­ником шумности является реактивная струя, а при низких режимах - внутренние источники акустического излучения двигателя - лопаточные машины, камера сгорания. У двигателей с высокой степенью двухконтурности при всех режимах работы основными источниками шумности явля­ются внутренние источники акустического излучения.

Полученные данные о пространственном распределении шумности ТРДД позволяют определять средства снижения шумности двигателя в за­висимости от конкретной практической задачи.

Оценка шумности ТРДД в единицах РN дБ является достаточно сложной и требует проведения длительного акустического испытания дви­гателя и последующей обработки на ЭВМ экспериментальных данных. В случаях, когда необходимо существенно ускорить и удешевить этот процесс, можно использовать прямые измерения суммарного уровня зву­кового давления по шкале "Д" стандартного шумомера и с помощью кор­ректирующих поправок Δ_D перевести результаты измерений в значения уровней воспринимаемого шума PNL:

PNL = L_D + Δ_D . (4.31)