噪声技术在航空发动机中的应用

赵新伟

中国海警局直属第一局 浙江 舟山 316111

目前，针对我国现有的飞行发动机来看，其最主流的设计仍然是在主轴支撑上选用特殊的滚动轴承，虽然这种设计方式有着比较良好的运行效果，但是，我们在长期的研发过程中发现，这种传统的发动机设计方式存在着很大的缺陷，比如说，飞机发动机在运转过程中会产生巨大的高温，而轴承在高温、高转、高载的状态下会产生点蚀、磨损、疲劳剥落等多种失效故障问题。而一旦发生故障，就会影响到发动机转子的正常运转，因此，为了保障飞机发动机的正常运转，就需要结合噪声技术，对发动机内部的各类结构进行仔细的分析，并运用振动噪音的原理来对发动机内部进行相应的检测工作，以此来达到保障发动机正常运转的效果。

1 航空发动机

航空发动机，从本质上来说，其实就是一种特殊的热力机械，而且为了保障最基本的高运转速度，需要整个发动机的结构维持一种高度复杂和精密的状态。可以说，航空发动机就是整个飞机的心脏部位，可以源源不断的为飞机提供必要的动力和各类资源。而且，随着我国科技技术的不断发展，航空发动机本身已经成为一种相对成熟的独立产品。一般来说，我国目前军事领域中所使用的飞机航空发动机大多数是涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、活塞式发动机、冲压式发动机等。并且，根据不同的飞行需要，也会搭载不同的发动机，以此来确保最基本的功能需求。除此之外，由于航空发动机本身特殊的结构特点，也相应的衍生出了一种燃气轮机，这种燃气轮机所搭载的技术相当先进，可以很好的应用于船用动力、发电、移动电站、天然气、石油管线泵站等多个领域，而且都能表现出相当优异的效果。

除了上述所讲到的传统航空发动机之外，还有现代技术为基石所研发的新型发动机，诸如多电发动机、变循环发动机、齿轮传动发动机等。这些发动机相较于传统的发动机来说，会具有更高的运转速度，而且整体的成本造价也比较经济，最关键的一点就是在运转过程中所排放的废物会更少，整体的飞行效率极高。

2 噪声源

一般来说，噪声是我国目前大型民用客机的主要审核指标，根据整个飞机的结构来看，产生噪音的主要来源还是发动机噪声和机体噪声。随着我国相关航空领域的不断发展，对于航空发动机的噪声要求也日渐增高，为了有效的解决航空发动机所产生的庞大噪声，就需要针对航空中的噪声源进行详细的分析和探讨，以此来便于后续噪声技术的实施。

飞机机体噪声是产生噪声的主要原因之一，这主要是因为飞机机体在飞行的过程中会和周边的空气产生巨大的摩擦，从而引起周边气流的脉动以及飞机机翼本身的振动。而两种作用力的同时影响下，就会使得飞机机体产生相当大的噪声，同时，飞机着陆和起飞过程中，会相应的下放飞机起落架或者是机翼襟翼的打开，而这些装置的开启会对周边环境和飞机机体结构产生极大的变化，最终会导致机体噪声的出现。

而飞机发动机噪声的产生则主要是由于飞机在飞行时，需要发动机提供庞大的动力支撑，而发动机内部的涡轮、压气机、风扇等特殊装置进行转子叶片的周期性转动时，就会将流过发动机周边的气流进行旋转，从而导致压力脉动和湍流脉动的产生，两种脉动的共同作用下就会诱发噪声的产生，而且，相较于机体噪声来说，如果飞机发动机本身的噪声处理技术不够完善，那么发动机所产生的噪声将是难以想象的，严重时甚至会导致飞机声爆现象的发生。

3 航空发动机噪声的类型

一般来说，根据我国不同领域中所使用到的航空发动机运转情况来看，可以将发动机所产生的噪声类型相应的分为四种，即压气机噪声、涡轮噪声、燃烧室噪声、喷流噪声等。

其中喷流噪声和压气机噪声则是发动机产生噪声的主要罪魁祸首，因为发动机在运转过程中，内部的转子和静子会周期性的进行互相干涉，从而产生庞大的气动力并诱发单声噪音的出现。再加上空气本身是属于流体，会相应的具有粘性的特征，所以气流会在发动机内部进行激烈的湍流脉动，此时就会产生极大的宽频噪声。如果此时发动机继续高速运转，喷流流体的速度不断加快，就会导致噪声的音量和频率不断加大。

4 噪声技术在航空发动机中的应用

结合上文，我们充分的分析了航空发动机的相关概念和知识，并且还在一定程度上对噪声源以及类型进行了探讨，对此，为了有效的解决航空发动机所产生的噪声问题，就需要相应的实施具有针对性的噪声技术。

首先是叶轮机噪声抑制技术，这种技术主要对转静子之间的间距进行适当降噪，从而有效的降低发动机噪声的产生，这种技术会针对发动机内部的不同运转状况，相应的增加转子和静子之间的距离，由于发动机本身严谨的结构组成，为了确保转子和静子之间的正常运转，需要设计工作人员针对转静子进行严格的模型构建，并对不同间距进行实验，通过对比分析的形式来确保转静子间距技术的有效实施。

其次是喷流噪声的抑制技术，一般来说，喷流噪声的产生主要是由于喷气流和外界的静止气流急剧混合所产生的情况，也就是说，喷流噪声和发动机喷口本身的结构和喷口流速有着相当密切的关系，因此，为了有效的降低喷流噪声，我们就可以对发动机的喷口进行相应的改造和优化，比如说使用锯齿形喷管、增加发动机涵道比、运用多喷口尾喷管或者是在排气口安装吸声装置等。

5 总结

综上所述，噪声技术对于我国当下的航空发动机领域来说有着相当重要的技术影响，对此，为了更好的发展我国的航空发动机领域，解决发动机所产生的巨大噪声影响，就需要针对实际的发动机运转情况进行着重分析，进一步加强噪声技术在航空发动机领域中的应用效果。