淺析消聲器在航空發動機試車臺上的應用

賈慧

摘要：航空發動機作為航空設備重要的動力供應，在運轉的過程當中會涉及大量的氣流壓縮、燃料燃燒、機翼旋轉等環節，其運行產生的噪音整體影響性偏大，必須要通過科學有效的消音手段對其進行控制，減少對駕駛人員的干擾，更好地實現冰吻飛行。詳細介紹消聲器材的主要分類，并詳細討論其在航空發動機試車臺中的具體應用。

關鍵詞：消聲器;航空發動機;試車臺

引言：

在航空發動機的運轉過程當中由于存在大量的氣流壓縮與流動，會形成震動噪聲和摩擦噪音等不同類型的噪音，必須要參與運用科學有效的方式進行消聲處理。航空發動機的噪音從產生源頭上來分析存在著多源性的特點，噪音分貝值達到了120dB以上，屬于較為嚴重的噪聲污染問題。

一、消聲器材料的主要分類

不同類型的消聲器在原理和形式上存在一定的差別，在具體的應用過程當中還需要根據使用場所的限制條件進行靈活處理，確保消聲器的應用效果。第一，阻性消聲的方式是指通過對噪聲進行吸收來減少其對環境產生的污染和影響，在利用這種原理制作消音器時需要應用到許多疏松多孔的材料作為主要填充，使聲波在傳遞的過程當中會和這些多孔材料發生摩擦從而達到強度衰減的目的。第二，抗性消聲的方式是指利用了同頻共振的原理，依靠共振腔來實現對聲波能量強度的有效衰減，使其在經過了反射、干涉等波的變化過程當中能夠達到更好的噪音消除效果[1]。第三，復合型的消聲器材在進行設計的過程當中，綜合了阻性和抗性兩種消聲原理，在消聲器的應用效果上更佳，也常常用于航空發動機試車臺的噪音消除。

二、消聲器在試車臺中的具體應用

（一）進氣道的消聲

在航空發動機的運行過程當中會涉及較大的氣流運轉，特別是對于螺旋式的航空設備，其氣到震動會隨著是車平臺當中的管道設置而不斷向外輻射擴散，導致了氣體摩擦噪音的擴大，給實際的航空飛行和試車帶來了較大的影響性，需要針對進氣道處的噪音問題進行消聲處理。消聲器的安裝位置、數量等都會直接影響吸音效果，在發動機運行的過程當中可以選擇把消聲器放置在進氣道的兩側，對其形成一個包裹式的吸音處理，同時也能有效減少進氣道本身由于震動而帶來的噪音問題[2]。由于進氣道摩擦而產生的噪音，在音量的強度和輻射上存在一定的不確定性，無法精確地實現同頻共振來消除噪音，而吸收的方式和近期到的噪音問題具有更強的適配性。在利用消音器對進氣道進行處理的過程當中，還可以實現更加靈活的移動式消音器來實現噪音控制，更適合使用在一些試車平臺范圍較大的區域內。在進氣道的消聲處理過程當中還可以從噪聲產生的主要原因進行分析，通過科學調節氣流的通量、壓強等參數來減少因摩擦產生的噪音大小。

（二）試車間的消聲

在發動機運轉過程當中產生的試車噪音主要是由于零件設備振動而引發的，特別是有氣流高速流動的過程當中會造成發動機葉輪片的強烈震動，高速流動的氣流在進行隱射噴射的過程當中產生的噪音分貝更大，屬于發動機運轉的次生噪聲，且整體噪聲頻率更高。在控制高頻噪音的過程當中，可以利用固定頻率的吸收板進行有針對性的處理，通過共振槍的折反射處理將這些高頻噪音控制在一定限度范圍之內，增加了噪音傳輸過程當中的帶寬，更有利于后續對其進行吸收處理[3]。在試車間內的噪音處理外墻中都填充了大量的玻璃棉作為吸音載體，通過抗性和阻性兩種消音原理的綜合應用，能夠更好的對抗在發動機試車過程當中產生的各類噪聲污染問題，形成了更適宜的恒靜工作環境。

三、消聲器在排氣塔中的具體應用

（一）噪音基本類型

在航空發動機進行排氣的過程當中會產生不同類型的噪聲污染，根據其頻率差異可以分為中低頻和高頻兩種類型。中低頻的排氣噪音主要是由于氣體流動過程當中從試車臺向外傳遞輻射而引發的次生噪聲，盡管其噪音的頻率值不高，但整體的傳播帶寬更為寬泛，且存在著一定的隨機性因素。高頻率的噪音主要是由于渦輪機的轉動和噴射而引發的，這是排氣塔內的主要噪聲源，噪音的分貝值也明顯更高。

（二）開孔擴壓消聲

排氣塔的消聲處理的基本原理是指，通過增加排氣口的孔徑大小促使大量的氣流能夠更加順暢地通過，能夠有效降低排氣塔內氣壓的目的，減少了氣體和排氣塔壁之間的摩擦作用，從而更好地抑制了噪音的產生。在使用開孔擴壓的過程中不能隨意安裝使用，而是要經過技術人員的測算分析后確定具體的開孔尺寸和相關參數，避免影響了排氣塔的正常運行。在使用開孔擴壓器的過程中，可以更好地抑制變頻式的摩擦噪音問題，特別是對于多種噪音源產生的多頻次噪聲能夠進行有效處理，在抑制的噪聲帶寬參數上更具優勢性。

（三）排氣處理消聲

排氣消聲的原理是通過在排氣塔內設置形制更加復雜的氣流通道來延長其排出的路徑，特別是一些曲折的迷宮式氣道在傳統的排氣處理過程中有廣泛的應用。增加氣道路徑盡管可以減少氣流產生的摩擦與振動噪聲，但是由于孔徑減小的原因，很容易出現排氣不暢的問題，影響了排氣塔的正常工作，在實踐當中逐步被討論。新式的排氣消音處理模式將排氣塔內部的曲折通道進行的改良，應用直流式的排氣結構有效控制了氣道的流阻上漲問題，在塔的內部使用了磚混的結構為多層消聲器的安裝搭建了基礎結構，使用了組合化的擴張消聲器來達到更好的吸音效果[4]。這種直流式的排氣吸音能夠有效避免氣流和吸引設備之間的碰撞作用，而是使其在磚混的通道內不斷經過膨脹減壓的作用以控制氣體的動能，進一步優化了排氣塔的吸音處理效果。

四、結束語

總之，在航空發動機的運行過程當中產生的噪音存在著頻率高、分貝大的問題，必須要通過有效的消聲處理方式對其進行合理控制，避免對航空設備的其他正常運行帶來影響性。抗性消聲和阻性消聲在應用的原理和形式上存在一定差異，必須要結合實際應用需求進行詳細分析，更好地提升消聲器的應用效果。

參考文獻：

[1]欒信雨.航空發動機試車臺噪聲環境測試研究[J].中國科技期刊，2018（08）：185-185.

[2]陳鈺，王娜，萬能.聲學軟件在航空發動機試車臺設計上的應用[J].環境工程，2015（33）：144-146.

[3]牛延云，李廷福等.內插管擴張室消聲器在航空發動機試車臺上的應用[J].燃氣渦輪試驗與研究，2003（01）：68-68.

[4]黃晶晶，吳志真，雷勇.渦噴、渦扇發動機試車臺噪聲分析[J].電子測量技術，2006（29）：10-14.