航空学报08大飞机专刊(86)

(b)所示 ,可以将飞机左右两个主起落架噪声源分离开来 ,并可以分离开机翼翼尖单音与襟翼外测缘噪声源。
31 2　起落架噪声的频谱特性和指向特性
如图 4所示 ,飞机起落架噪声是飞机进场着陆过程中的重要噪声源。分别把平面传声器阵列的波束方向聚焦在飞机前起落架和左右两个主起

5和图 6个别单音噪声组成 ,如图所示 ,前起落架噪声谱中包括 830 Hz和 1 150 Hz等单音噪声 ;而在主起落架噪声谱中 ,则包括了 800 Hz的单音噪声。由图 6还可以看出 ,由于左右两个主起落架的结构形式是一致的 ,因此它们的噪声谱也相似。
飞机噪声源指向特性应用不同方向角度的辐射噪声级表示 ,指向角定义为飞机声源点到平面传声器阵列中心位置的方向矢量与水平线的夹角 ,当飞机位于平面传声器阵列之前 ,即飞机还未飞到平面传声器阵列上空 ,指向角定义为小于 90°;当飞机飞过平面传声器阵列 ,指向角定义为大于 90°。

图 5　前起落架噪声的频谱特性 Fig15　Narrow band spectra of nose landing gear noise
图 5和图 6分别给出了在 60°,90°和 120°指向角时 ,前起落架和主起落架的噪声谱 ,可以看出 ,起落架在不同角度辐射噪声谱的性质是相似的 ,对于前起落架 ,60°指向角在低频范围 (小于 1 000 Hz)辐射声压级较大 ,而在 120°指向角时 ,高频范围 (大于 1 000 Hz)辐射声压级较大 ,90°指向角的声级处于上述两个角度之间。对于主起落架 , 60°指向角时 ,起落架辐射的声压级在 2 000 Hz范围内都较大 ,而在高频范围 3个指向角的辐射声级相当。
31 3　襟翼侧缘噪声的频谱特性和指向特性
在飞机的机体噪声源中 ,由于气流流过打开的襟翼侧缘所产生的噪声是一个重要的噪声源 ,这个声源在航空声学领域被称为“襟翼侧缘噪声”。如图 4所示 ,该型支线客机襟翼两个侧缘 (分别称之为内侧缘和外侧缘 )的噪声源可以明显地分辨出来。

图 7给出 3个指向角的飞机襟翼内侧缘和外侧缘噪声的窄带频谱。由图 7可以看出 ,襟翼侧缘噪声是典型的宽带噪声谱 ,但是 ,在这个宽频噪声谱中包含有不同频率的单音噪声 ,如图 7所示 ,在襟翼内侧缘噪声中 ,含有频率是 330 Hz ,1 950 Hz和 2 950 Hz等明显单音噪声 ,而在襟翼外侧缘噪声中 ,含有 1 275 Hz ,1 600 Hz等频率的单音噪声。如文献 [ 17218 ]中分析的 ,飞机襟翼侧缘噪声谱中的单音噪声是来自于襟翼侧缘涡的不稳定振荡 ,而襟翼侧缘宽频的噪声信号是由于在襟翼侧缘处气流强烈的湍流脉动与襟翼侧缘复杂的后缘结构的相互干涉所产生的。
由图 7中不同指向角的频谱比较可以看出 ,在低频范围内 (400 Hz以下 ),小指向角 (60°)的襟翼侧缘噪声较大 ,在频率是 500 Hz到 1 000 Hz之间 ,大指向角 (120°)的机翼侧缘噪声较大 ,而当频率大于 1 000 Hz后 ,襟翼侧缘宽频噪声的指向性就不明显。如文献 [ 17218 ]中分析的那样 ,襟翼侧缘噪声的这种指向特征可以应用 Howe的翼槽模型得到说明 , Howe的分析表明 ,由于围绕襟翼侧缘处强烈的湍流脉动在襟翼侧缘与外部机翼构成的槽缝处形成了非定常的通流 ,从而形成了类似单极子的宽频声源。
4　结　论
(1)
发展了平面传声器阵列的洁净信号处理算法 ,成功地改进了应用大规模平面传声器阵列测量飞机噪声源时的数据处理方法和软件
,并对飞机进场着陆过程中的噪声源分布特征和声源频谱特性、新的信号处理算法可以更加清晰地分离出飞机表

(2)
起落架噪声的频谱是由宽频随机噪声与一些较为明显的单音噪声源组成 ,起落架噪声的产生过程主要与气流绕过钝体物体后形成的尾流脉动有关。在不同指向角时 ,起落架噪声的声级在不同频率范围有一定的差异。

(3)
襟翼侧缘噪声的频谱是一个宽频噪声谱 ,同时在襟翼侧缘噪声谱中会出现个别单音噪声。襟翼内侧缘噪声谱和外侧缘噪声谱有明显的差异 ,在低频范围襟翼侧缘噪声的指向性比较明显 ,但在高频范围 ,襟翼侧缘噪声没有明显的指向性。

参　考　文　献
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