浅析消声器在航空发动机试车台上的应用

贾慧

摘要：航空发动机作为航空设备重要的动力供应，在运转的过程当中会涉及大量的气流压缩、燃料燃烧、机翼旋转等环节，其运行产生的噪音整体影响性偏大，必须要通过科学有效的消音手段对其进行控制，减少对驾驶人员的干扰，更好地实现冰吻飞行。详細介绍消声器材的主要分类，并详细讨论其在航空发动机试车台中的具体应用。

关键词：消声器;航空发动机;试车台

引言：

在航空发动机的运转过程当中由于存在大量的气流压缩与流动，会形成震动噪声和摩擦噪音等不同类型的噪音，必须要参与运用科学有效的方式进行消声处理。航空发动机的噪音从产生源头上来分析存在着多源性的特点，噪音分贝值达到了120dB以上，属于较为严重的噪声污染问题。

一、消声器材料的主要分类

不同类型的消声器在原理和形式上存在一定的差别，在具体的应用过程当中还需要根据使用场所的限制条件进行灵活处理，确保消声器的应用效果。第一，阻性消声的方式是指通过对噪声进行吸收来减少其对环境产生的污染和影响，在利用这种原理制作消音器时需要应用到许多疏松多孔的材料作为主要填充，使声波在传递的过程当中会和这些多孔材料发生摩擦从而达到强度衰减的目的。第二，抗性消声的方式是指利用了同频共振的原理，依靠共振腔来实现对声波能量强度的有效衰减，使其在经过了反射、干涉等波的变化过程当中能够达到更好的噪音消除效果[1]。第三，复合型的消声器材在进行设计的过程当中，综合了阻性和抗性两种消声原理，在消声器的应用效果上更佳，也常常用于航空发动机试车台的噪音消除。

二、消声器在试车台中的具体应用

（一）进气道的消声

在航空发动机的运行过程当中会涉及较大的气流运转，特别是对于螺旋式的航空设备，其气到震动会随着是车平台当中的管道设置而不断向外辐射扩散，导致了气体摩擦噪音的扩大，给实际的航空飞行和试车带来了较大的影响性，需要针对进气道处的噪音问题进行消声处理。消声器的安装位置、数量等都会直接影响吸音效果，在发动机运行的过程当中可以选择把消声器放置在进气道的两侧，对其形成一个包裹式的吸音处理，同时也能有效减少进气道本身由于震动而带来的噪音问题[2]。由于进气道摩擦而产生的噪音，在音量的强度和辐射上存在一定的不确定性，无法精确地实现同频共振来消除噪音，而吸收的方式和近期到的噪音问题具有更强的适配性。在利用消音器对进气道进行处理的过程当中，还可以实现更加灵活的移动式消音器来实现噪音控制，更适合使用在一些试车平台范围较大的区域内。在进气道的消声处理过程当中还可以从噪声产生的主要原因进行分析，通过科学调节气流的通量、压强等参数来减少因摩擦产生的噪音大小。

（二）试车间的消声

在发动机运转过程当中产生的试车噪音主要是由于零件设备振动而引发的，特别是有气流高速流动的过程当中会造成发动机叶轮片的强烈震动，高速流动的气流在进行隐射喷射的过程当中产生的噪音分贝更大，属于发动机运转的次生噪声，且整体噪声频率更高。在控制高频噪音的过程当中，可以利用固定频率的吸收板进行有针对性的处理，通过共振枪的折反射处理将这些高频噪音控制在一定限度范围之内，增加了噪音传输过程当中的带宽，更有利于后续对其进行吸收处理[3]。在试车间内的噪音处理外墙中都填充了大量的玻璃棉作为吸音载体，通过抗性和阻性两种消音原理的综合应用，能够更好的对抗在发动机试车过程当中产生的各类噪声污染问题，形成了更适宜的恒静工作环境。

三、消声器在排气塔中的具体应用

（一）噪音基本类型

在航空发动机进行排气的过程当中会产生不同类型的噪声污染，根据其频率差异可以分为中低频和高频两种类型。中低频的排气噪音主要是由于气体流动过程当中从试车台向外传递辐射而引发的次生噪声，尽管其噪音的频率值不高，但整体的传播带宽更为宽泛，且存在着一定的随机性因素。高频率的噪音主要是由于涡轮机的转动和喷射而引发的，这是排气塔内的主要噪声源，噪音的分贝值也明显更高。

（二）开孔扩压消声

排气塔的消声处理的基本原理是指，通过增加排气口的孔径大小促使大量的气流能够更加顺畅地通过，能够有效降低排气塔内气压的目的，减少了气体和排气塔壁之间的摩擦作用，从而更好地抑制了噪音的产生。在使用开孔扩压的过程中不能随意安装使用，而是要经过技术人员的测算分析后确定具体的开孔尺寸和相关参数，避免影响了排气塔的正常运行。在使用开孔扩压器的过程中，可以更好地抑制变频式的摩擦噪音问题，特别是对于多种噪音源产生的多频次噪声能够进行有效处理，在抑制的噪声带宽参数上更具优势性。

（三）排气处理消声

排气消声的原理是通过在排气塔内设置形制更加复杂的气流通道来延长其排出的路径，特别是一些曲折的迷宫式气道在传统的排气处理过程中有广泛的应用。增加气道路径尽管可以减少气流产生的摩擦与振动噪声，但是由于孔径减小的原因，很容易出现排气不畅的问题，影响了排气塔的正常工作，在实践当中逐步被讨论。新式的排气消音处理模式将排气塔内部的曲折通道进行的改良，应用直流式的排气结构有效控制了气道的流阻上涨问题，在塔的内部使用了砖混的结构为多层消声器的安装搭建了基础结构，使用了组合化的扩张消声器来达到更好的吸音效果[4]。这种直流式的排气吸音能够有效避免气流和吸引设备之间的碰撞作用，而是使其在砖混的通道内不断经过膨胀减压的作用以控制气体的动能，进一步优化了排气塔的吸音处理效果。

四、结束语

总之，在航空发动机的运行过程当中产生的噪音存在着频率高、分贝大的问题，必须要通过有效的消声处理方式对其进行合理控制，避免对航空设备的其他正常运行带来影响性。抗性消声和阻性消声在应用的原理和形式上存在一定差异，必须要结合实际应用需求进行详细分析，更好地提升消声器的应用效果。

参考文献：

[1]栾信雨.航空发动机试车台噪声环境测试研究[J].中国科技期刊，2018（08）：185-185.

[2]陈钰，王娜，万能.声学软件在航空发动机试车台设计上的应用[J].环境工程，2015（33）：144-146.

[3]牛延云，李廷福等.内插管扩张室消声器在航空发动机试车台上的应用[J].燃气涡轮试验与研究，2003（01）：68-68.

[4]黄晶晶，吴志真，雷勇.涡喷、涡扇发动机试车台噪声分析[J].电子测量技术，2006（29）：10-14.