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彼尔姆理工大学研制并测试了多种方案的波瓣形喷管
关键词:      时间:2024-04-02

【据航空21网站2024年3月26日报道】航空发动机是飞机主要噪声来源,其中发动机尾喷流产生的气动噪声又是其中的主要因素。为了降低喷流噪声,最有效的方法之一是增加风扇的直径以降低尾喷流速度,但这种方法可能导致尺寸和重量的增加以及飞机空气动力学特性变差;还有另一种方法,就是改变发动机喷管设计。彼尔姆理工大学提出了几种创新构型喷管方案。

通过各种机制来降低喷流噪声一般会导致发动机功率损失增加,重要的是要找到最佳平衡点,以最小的推力损失有效降低噪声水平。目前,锯齿形喷管普遍使用,其边缘有三角形齿,改善了尾喷流与周围空气之间的混合,使喷流的低频噪声降低,但在高频时噪声可能会增大。

另一种类型的喷管是波瓣状的,其横截面呈波浪形褶皱。最近的研究表明,增加波瓣数量(超过4-6个)可以提高喷管降噪的效果。

彼尔姆理工大学进行了一系列研究,以优化波瓣状喷管的设计并降低喷流的噪声。通过3D打印具有不同波瓣数量和大小的热塑性尾喷管,并与标准锥形尾喷管进行比较。分析表明,将波瓣数量增加到12个,增大波瓣的波纹振幅,可以显著降低噪声水平,扩大噪声降低的频率范围(20~20000Hz)。进一步的计算证实,改进后的喷管,在保持其降噪效果的同时,推力损失不超过0.4~0.6%,性能与锯齿形喷管相当。

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