Введение

В мире авиации шум и аэродинамика играют ключевую роль в разработке современных летательных аппаратов. Исследовательские команды Центра исследований NASA Гленн проводят эксперименты в уникальных и высококлассных установках, которые позволяют изучать и минимизировать шум, возникающий при взлете и посадке. В данной статье мы рассмотрим несколько таких установок и их значимость для авиационной науки.

9×15 Низкоскоростной аэродинамический туннель (9×15 LSWT)

Низкоскоростной аэродинамический туннель размером 9 на 15 футов был специально разработан для создания контролируемой среды, в которой исследуются аэродинамика и акустика авиационных двигателей. Это позволяет снизить уровень шума в населенных пунктах, расположенных рядом с аэропортами. В 2019 году туннель прошел значительные модификации, направленные на улучшение потока и снижение фонового шума. Новая система из пяти датчиков-микрофонов позволяет измерять звук, производимый экспериментальными двигателями.

Лаборатория аэродинамики и акустической пропульсии (AAPL)

Лаборатория AAPL представляет собой геодезический купол с радиусом 65 футов, используемый для снижения уровня шума в сообществе и проведения аэродинамических испытаний авиационных двигателей. Внутри купола можно создать как полуугловую, так и анэкоическую камеру, что обеспечивает отсутствие эха во время тестирования. 17,000 специально разработанных 2-футовых стекловолоконных клиньев, установленных на стенах и полу, помогают поглощать звук и предотвращают его отражение. Лаборатория AAPL была построена в 1993 году и стала первой известной свободно стоящей геодезической конструкцией, использующей материалы для снижения передачи звука.

Малый акустический стенд горячих струй (SHJAR)

SHJAR — это один из трех стендов, расположенных в анэкоической лаборатории AAPL. Он предназначен для тестирования сопел с диаметром до 5 см и может работать на скорости до Mach 2.0 и температуре 800 K. Этот стенд является ключевым инструментом для изучения взаимосвязи между геометрией сопла, потоками струи и шумом. Здесь создаются инновационные конструкции сопел, и их влияние на поток и шум измеряется с использованием передовых методов измерения.

Стенд акустического испытания сопел (NATR)

Стенд NATR работает как свободно-струйный аэродинамический туннель и играет ключевую роль в оценке концепций снижения шума от струй. Модели сопел как военных, так и гражданских авиационных двигателей проходят тестирование в NATR, который может имитировать условия взлета и посадки до Mach 0.35. Также стенд способен моделировать поток воздуха с различными давлениями и температурами, что позволяет оценивать новые концепции сопел.

Заключение

Экспериментальные установки NASA Гленн являются важнейшими инструментами для исследования аэродинамики и акустики авиационных двигателей. Они не только помогают создать более тихие и эффективные двигатели, но и способствуют снижению влияния авиационного шума на окружающую среду. Эти исследования открывают новые горизонты в области авиационной науки и техники, что, в свою очередь, повышает безопасность и комфорт полетов.