Акустические характеристики Ми-8МТВ-1

Евгений БЕЛОВ канд. техн. наук, доцент КФ ВАУ

В последнее время акустические характеристики летательных аппаратов стали одним из показателей, определяющих их конкурентоспособность на мировом рынке. Именно поэтому требования в отношении уровня шума на местности и в объеме кабин летательных аппаратов становятся все более жесткими.

Несмотря на то, что вертолет является самым малошумным летательным аппаратом, уровень шума, генерируемый им, все же достаточно высок. Принятие специальных мер по снижению шума как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации позволяет бороться с этим недостатком. Шум вертолета складывается из шума отдельных источников (несущая система, силовая установка, трансмиссия) и их взаимного влияния друг на друга, в результате чего создается сложное акустическое поле на местности и внутри кабины вертолета. Отсутствие информации о спектральном составе шума, генерируемого основными источниками, не позволяет эффективно вести работу по снижению его вредного воздействия на человека. Поэтому исследование звуковых полей, разработка и реализация мероприятий по снижению шума его основных источников становятся все более актуальными.

ОАО КВЗ совместно с Научно-исследовательской акустической лабораторией им. А.С. Фигурова проводили исследования характеристик звукового поля в замкнутом объеме кабины среднего вертолета Ми-8МТВ-1. Целью исследований являлось определение уровней звукового давления и амплитудно-частотных характеристик звукового поля салона вертолета на земле и в полете.

Рис.1. Расположение микрофонов в контрольных точках внутри вертолета

Методика проведения исследований

Наземные и летные акустические испытания проводились в простых метеоусловиях. Данные о параметрах внутренней и внешней среды представлены в табл.1.

Внутренняя отделка вертолета с установленными теплозвукоизолирующими конструкциями соответствовала эксплуатационным условиям.

Исследования проводились с использованием акустического измерительного комплекса, погрешность которого составляет не более 1,5 дБ по уровню звукового давления и 2% по частоте.

Акустические испытания включали в себя: измерение уровней звукового давления по шкале «А» шумомера (00026) и запись звуковых пульсаций на магнитограф (Н068) с последующим преобразованием их в амплитудно-частотные спектры на ПЭВМ с помощью пакета прикладных программ ACOUSTIC и многоканального анализатора спектра СК4-72.

При проведении испытаний керосиновый обогреватель КО-50 и индивидуальная вентиляция на всех пассажирских местах были включены. Расход воздуха в салон составлял не более 1760 кг/ч. Параметры силовой установки при проведении наземных и летных испытаний, а также параметры полета представлены в табл. 2.

Параметры контролировались по данным экипажа и данным БСОК (САРПП- 12Д1М). Расположение конденсаторных микрофонов в контрольных точках вертолета показано на рис.1. В каждой контрольной точке выполнялось по три измерения уровней звукового давления, и в течение одной минуты производилась запись акустических сигналов на магнитограф.

Рис.2. Спектры шума в контрольной точке №6: а) на земле;б)в полете

Результаты исследований

Значения уровней звуковых давлений, измеренных в контрольных и дополнительных точках, представлены в табл. 3 и 4. На рис. 2, 3 в некоторых точках показаны характерные амплитудно-частотные спектры.

Анализ амплитудно-частотных спектров и уровней звукового давления в салоне вертолета Ми-8МТВ-1 позволил сделать следующие заключения:

1) определяющим является аэродинамический шум, создаваемый несущим винтом. Его основная гармоника находится на частоте 16-18 ГЦ и изменяется по величине от 93 до 100 дБ на земле и от 95 до 103 дБ в воздухе;

2) рулевой винт генерирует шум на частоте 56-58 111 с уровнем звука до 92 дБ и оказывает влияние на общий шумовой фон в салоне вертолета;

3) шум, генерируемый выходящими газами двигателей, имеет дискретные составляющие с максимальной амплитудой до 95-97 дБ на частотах от 80 до 350 ГЦ

4) шум, генерируемый редуктором, характеризуется наличием дискретных составляющих в диапазоне частот 700-950 ГЦ с уровнем 75-83 дБ;

5) уровни звука, выраженные в дБ(А), во всех контрольных точках вертолета превышают уровни, допустимые ГОСТом 12.1.003-83, в 2-16 раз, причем при летных испытаниях уровни звуковых давлений больше, чем при наземных, и разница достигает 3 дБА;

6) зонами с явно выраженной повышенной шумностью являются: щель в отделке салона (до 90-92 дБА),отверстие задвижки подачи теплого воздуха от обогревателя (до 94-96 дБА) и грузовой отсек (до 92-94 дБА);

7) используемая звукоизоляция из рыхловолокнистого материала типа ВТ-4С и АТМ-1-40Ф малоэффективна, так как в салоне преобладающим является шум в низкочастотном диапазоне.

Рис.3. Спектры шума в контрольной точке №13: а) на земле; б) в полете

Таблица 1. Параметры внутренней и внешней среды

Таблица 2. Параметры силовой установки и параметры полета

Таблица 3. Уровни звукового давления в контрольных точках

По ГОСТ 12.1.003.-83 г. допустимый уровень звука - 80 дБА, по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 г. оптимальный уровень звука - 65 дБА

Таблица 4. Уровни звукового давления в дополнительных точках

По ГОСТ 12.1.003.-83 г. допустимый уровень звука – 80 дБА, по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 г. оптимальный уровень звука – 65 дБА

Рекомендации

С целью снижения суммарного уровня шума в салоне вертолета Ми-8МТВ-1 предлагаются следующие практические рекомендации:

– изменить конструкцию законцовок лопастей несущего и рулевого винтов;

– выбирать звукоизолирующие и звукопоглощающие материалы или панели с учетом возможностей снижения амплитуд энергонесущих частот основных источников шума;

– снизить шум струи выходящих газов с помощью шумоглушащего устройства (ШГУ), устанавливаемого на выходные устройства двигателей;

– закрыть щель в отделке салона, уменьшить скорость прохождения воздушного потока в коллекторах подачи холодного и теплого воздуха, что тоже позволяет снизить влияние зон с повышенной шумностью на формирование акустического поля;

– устранить разрывы в звукопоглощающих и звукоизолирующих материалах (в районе шпангоутов);

– произвести мероприятия по звукопоглощению в грузовом отсеке и его звукоизоляции.

Комплексное выполнение предложенных мероприятий позволит добиться снижения шума в салоне вертолета до уровня санитарно-допустимых норм.

ТЕХНОЛОГИЯ