[发明专利]基于发动机整机试验的喷流噪声测试方法

说明书

本发明涉及一种基于发动机整机试验的喷流噪声测试方法，通过采用线性传声器阵列对发动机进出口噪声源分离的基础上，再进一步利用远场传声器阵列与近场传声器阵列实验数据的耦合分析，最终实现对喷流噪声及其分布声源识别，该方法是一种新型喷流噪声实验方法。根据总噪声而分别处理其中不同噪声分量，基于传声器阵列技术可以实现对发动机排气出口噪声的识别测量。基于实验结果，本专利将基于对FAA推荐方法的改进，即“基于频谱拟合和实验数据修正的发动机部件噪声分离”，实现对发动机整机噪声实验中喷流噪声的分离和喷流噪声各个组成部分的分离。

技术领域

本发明属于航空发动机气动声学和航空发动机噪声实验技术领域，特别涉及一种基于发动机整机试验的喷流噪声测试方法。

背景技术

随着航空技术的不断发展，除了民用飞机发动机降噪已经成为民机适航噪声的强制性指标要求得到强制执行之外，航空发动机噪声特别是喷流噪声对于军用飞机工作过程产生的影响也越来越得到重视和研究，特别是一些特种战斗机例如舰载机、预警机等。此外，作为未来超音速民用飞机动力选型，喷流噪声研究也对未来新一代超音速民用飞机发展具有重要价值。军用战斗机普遍采用小涵道比涡扇发动机，对这类发动机来说，喷流噪声是最主要噪声源，因此，基于实验测试和理论预测，对航空发动机及其喷流噪声进行研究，具有重要的理论意义和工程实用价值。

目前与该技术相关的发明专利包括3项，分别为《运载火箭发射喷流噪声检测方法》、《一种近场的航空发动机噪声源辨识方法》和《涡扇发动机整机噪声试验数据分离方法》，其中《运载火箭发射喷流噪声检测方法》与本申请专利的实验对象和实验目的和内容都不相同，《一种近场的航空发动机噪声源辨识方法》与这个专利采用的实验方法、声源分离方法完全不同，本申请专利采用的远场与近场线性传声器阵列技术、对喷流噪声分布声源的分离技术等，与这个专利都完全不同。《涡扇发动机整机噪声试验数据分离方法》与这个专利采用的实验方法、声源分离方法以及对喷流噪声精细化分识别等完全不同，这一项专利仅仅采用一种半圆形远场指向性测量传声器阵列，仅仅能够测量发动机总噪声，不能分辨出发动机进口和出口噪声，其主要方法是借助于数值模拟。而本申请专利采用的远场与近场线性传声器阵列技术，是通过采用实验对发动机进出口噪声源分离的基础上，再进一步利用远场传声器阵列与近场传声器阵列实验数据的耦合分析，最终实现对喷流噪声分布声源识别。因此是完全不同于这个专利的一种新型喷流噪声实验方法。这些均与本申请专利基于线性传声器阵列对发动机进出口噪分离基础上的喷流噪声技术完全不同，目前尚未有专利指出可以实现对从发动机整机试验结果分离处出口喷流噪声及其分布声源进行识别分离，而只有对真实发动机各组成部分特别是喷流噪声的噪声量级有一个清晰的认识，才能相应的进行降噪处理。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本专利通过近场传声器阵列与远场传声器阵列实验数据的耦合分析，以及相应的频谱拟合过程，最终实现对喷流噪声分布声源识别，该方法是一种新型喷流噪声实验方法。根据总噪声而分别处理其中不同噪声分量，基于传声器阵列技术可以实现对发动机排气出口噪声的识别测量。基于实验结果，本专利将基于对FAA推荐方法的改进，即“基于频谱拟合和实验数据修正的发动机部件噪声分离”，实现对发动机整机噪声实验中喷流噪声的分离和喷流噪声各个组成部分的分离。

本发明的技术方案是：基于发动机整机试验的喷流噪声测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于远近场传声器阵列对发动机排气出口噪声源进行识别测量：

建立线性传声器阵列：定义发动机中心距离地面高度为H，设有N(N＝1，2，3……M)个传声器分别组成远场传声器阵列和近场传声器阵列，两个传声器阵列数量相同，且近场传声器阵列和远场传声器阵列均为线性排布；发动机轴线与地面的距离为H，发动机轴线在地面的投影与近场传声器阵列之间的距离为L_n，发动机轴线在地面的投影与远场传声器阵列之间的距离为L_f；