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发动机降噪 | 科技创新与行业协作创造宁静航旅生活

发动机降噪 | 科技创新与行业协作创造宁静航旅生活 罗尔斯罗伊斯
2017-10-25
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导读:知道你喜欢发动机的轰鸣,但我们还是要致力于让飞行更安静。


更加安静清洁的航空旅行对行业未来至关重要。

当人们享受飞机出行便利的时候,航空从业者从不放松对飞机降噪的探索和应对


日前美国联邦航空管理局(FAA)宣布将对飞机设计采用新的噪声标准,从而使特定新设计的亚音速飞机的噪声降低7分贝。这一标准称为“第五阶段飞机噪声标准”,将从2018年1月1日起实施。该标准要求对飞机进行更静音的设计,并鼓励飞机制造商在新的亚音速喷气飞机和亚音速大型运输机的设计中采用最新的降噪技术。这意味着未来的飞行会更静音。


噪音控制一直是罗罗极为重视的课题,是我们发动机设计理念基本的组成部分。随着科技的不断创新,“大”飞机“小”噪音已经变为现实,而未来的飞行还将更加安静。

如何降低发动机噪音,但又不损失效率?

任何降低噪音的解决方案,都可能会导致飞机的整体性能出现下降,这是每家制造商都会面临的窘境。为追求发动机静音效果,你可能需要在推动力或是燃油效率方面做出妥协。如果破局?


最近几十年,大涵道比发动机的开发成为影响飞机发动机噪音降低的一个主要因素。


这些发动机拥有更大的风扇,通过吸入更多空气来更加缓慢地推动空气,使其更为平缓地通过发动机,从而在产生推力的同时生成更少的噪音。这使发动机在更加安静的同时,又不会损失动力。


大风扇发动机的生产,得益于先进的材料和制造方法。罗罗发动机前端中空钛合金风扇叶片,是六所大学使用60多项专利及独特的制造流程开发而来。这些风扇叶片,不仅有令人难以置信的强度,而且重量很轻。

突破常规:风扇叶片的工作原理

起飞时,空客A350两台遄达XWB发动机的风扇旋转速度可以达到每分钟2700转,叶尖转速更是超过每分钟900转(超过音速)。它们每秒可以推动一吨空气,生成85%的发动机推力。起飞时一个风扇叶片上的力相当于近100吨的负荷。

风扇周围是吸音板。声音振动通过吸音板多孔面板,进入下面的小蜂窝中,部分能量转换为少量无害的热量。这些吸音板经过专门设计,运用详尽的噪音测绘技术,来吸收风扇发出的大部分噪音。


罗罗采用的另一项噪音削减技术,是通过改变组件设计来影响声音传播方向,将某些频段的声音囚禁在发动机内部,不让它们扩散出去。


采用功能极为强大的计算机建模技术,我们能够找到内部组件最佳排列方式,从而提供有效推动力,同时更有效抑制噪音。


罗罗工程师对每个风扇叶片的尖端都要进行研究,以确保它们完美无缺地排列对齐。对细节的“偏执”有助于降低叶片尖端以超音速旋转时振动波产生的噪音。


跨行业协作让明天的飞行更安静

欧盟“飞行路径2050”发展蓝图,要求2050年前使飞机噪音烦扰度与2000年同等机型相比降低65%。这要求每次飞行噪音降低15分贝,声能削减超过95%。


要达到此目标,发动机设计和飞机设计等都需要在技术上实现阶跃变化,而发动机制造商与飞机制造商、航空公司、机场运营商和空管专家间密切合作,也是实现环境效益的最佳方式。


新一代波音787梦想飞机的起飞噪音,比上一代机型降低了约5分贝。而近几年投入商业运营装配有罗罗遄达发动机的波音787梦想飞机和空客A350XWB,与早期宽体客机相比,在降低噪音方面也取得了显著成效。


成效已显而易见,通过科技创新及行业协作,未来更加安静的飞行将指日可待。


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