科学家或研发“无声客机” 减少飞行噪音

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/23 21:06:36
英国每日邮报报道,最新一项研究表明,猫头鹰可能是发展“无声”客机的关键因素。目前科学家正在努力研究如何消除飞机发出的巨大噪音,他们试图学习鸟类悄无声息飞行寻找猎物的能力。猫头鹰主要依靠它专门的翅膀减少噪音,从而秘密猎捕,科学家正在努力研究它的翅膀结构,希望能够获得灵感设计出更好的客机。
  英国剑桥大学的贾斯汀·贾沃斯基博士(Justin Jaworski)说道:“很多鹰类物种进化有特殊的翅膀,能够有效的减少两翼产生的气动噪声,这使得它们能够依靠双耳寻觅和捕捉猎物。”
  无论是天然的或者工程制造的翅膀,在与空气发生摩擦时都会产生湍流涡旋。当这些湍流涡旋撞击到翅膀的后缘,就会以声音的形式放大扩散。传统客机拥有非常坚硬的机翼后缘,因此会产生巨大的噪声。
  然而猫头鹰却具有独特的物理特征使得它们能够在空中无声飞行,这些特征包括翅膀前缘长有坚硬的羽毛,顶部有柔软绒毛,翅膀后缘有较为灵活的边缘。至于猫头鹰飞行减噪的根本原因究竟是其中一个特征所致,还是三者结合的产物,目前还不得而知。


  为了解开这个谜底,研究人员试图先建立一个解释猫头鹰翅膀后缘降低噪音的能力的理论基础,因为这部分产生的声音是传统机翼主要的声源。之前的猫头鹰噪音实验表明,它们翅膀产生的噪音与空气速度并无太大关联,此外研究人员还发现,在人耳最敏感的声音频率范围内,高频噪音巨幅降低。
  利用数学模型,研究人员论证了翅膀后缘的弹性和渗透特性是可以被调整的,如果没有边缘的话,飞行产生的气动噪声将完全取决于飞行速度。
  奈杰尔·皮克(Nigel Peake)教授将这项研究展示在美国圣地亚哥召开的美国物理学会会议上,他补充说道:“这暗示着传统机翼的主要声源是可以被消除。飞机机翼产生的噪音特征可能会利用其它小型的噪音机制来描述,诸如机翼表面的粗糙度。”英国每日邮报报道,最新一项研究表明,猫头鹰可能是发展“无声”客机的关键因素。目前科学家正在努力研究如何消除飞机发出的巨大噪音,他们试图学习鸟类悄无声息飞行寻找猎物的能力。猫头鹰主要依靠它专门的翅膀减少噪音,从而秘密猎捕,科学家正在努力研究它的翅膀结构,希望能够获得灵感设计出更好的客机。
  英国剑桥大学的贾斯汀·贾沃斯基博士(Justin Jaworski)说道:“很多鹰类物种进化有特殊的翅膀,能够有效的减少两翼产生的气动噪声,这使得它们能够依靠双耳寻觅和捕捉猎物。”
  无论是天然的或者工程制造的翅膀,在与空气发生摩擦时都会产生湍流涡旋。当这些湍流涡旋撞击到翅膀的后缘,就会以声音的形式放大扩散。传统客机拥有非常坚硬的机翼后缘,因此会产生巨大的噪声。
  然而猫头鹰却具有独特的物理特征使得它们能够在空中无声飞行,这些特征包括翅膀前缘长有坚硬的羽毛,顶部有柔软绒毛,翅膀后缘有较为灵活的边缘。至于猫头鹰飞行减噪的根本原因究竟是其中一个特征所致,还是三者结合的产物,目前还不得而知。


  为了解开这个谜底,研究人员试图先建立一个解释猫头鹰翅膀后缘降低噪音的能力的理论基础,因为这部分产生的声音是传统机翼主要的声源。之前的猫头鹰噪音实验表明,它们翅膀产生的噪音与空气速度并无太大关联,此外研究人员还发现,在人耳最敏感的声音频率范围内,高频噪音巨幅降低。
  利用数学模型,研究人员论证了翅膀后缘的弹性和渗透特性是可以被调整的,如果没有边缘的话,飞行产生的气动噪声将完全取决于飞行速度。
  奈杰尔·皮克(Nigel Peake)教授将这项研究展示在美国圣地亚哥召开的美国物理学会会议上,他补充说道:“这暗示着传统机翼的主要声源是可以被消除。飞机机翼产生的噪音特征可能会利用其它小型的噪音机制来描述,诸如机翼表面的粗糙度。”
前沿课题, 楼主貌似应该吧出处标注出来以免悲剧……
良好的隔音有助于更美好的生活
没声音的飞机感觉自己就像是个幽灵在天空游走
使用扑翼飞行器?然后里面的人像筛沙子似得颠簸?
目前客机最显著的噪音问题是近进段的风扇噪音。把这个消灭以后考虑翅膀也不迟
starikki 发表于 2012-11-25 00:42
目前客机最显著的噪音问题是近进段的风扇噪音。把这个消灭以后考虑翅膀也不迟
先易后难呀,能消灭一点算一点吧。
pershine 发表于 2012-11-24 16:45
先易后难呀,能消灭一点算一点吧。
不一样啊,这就相当于战斗机隐身修型时还没把风扇叶片遮起来光考虑座舱镀膜了
starikki 发表于 2012-11-25 00:48
不一样啊,这就相当于战斗机隐身修型时还没把风扇叶片遮起来光考虑座舱镀膜了
两码事好不好,战机隐形措施如果RCS值只降低20%,你可以说这个意义不大。
但是民航噪音如果降低20%对于起降航道附近的居民来说,已经是个不错的改进了。
奇多圈 发表于 2012-11-24 21:37
没声音的飞机感觉自己就像是个幽灵在天空游走
没声音就发现不了吗
pershine 发表于 2012-11-24 16:54
两码事好不好,战机隐形措施如果RCS值只降低20%,你可以说这个意义不大。
但是民航噪音如果降低20%对于起 ...
我举得例子是说在高一个数量级的问题没解决之前,做低量级的改进工作没有意义

比如说当风扇噪音在120多dB并且处于心理上的敏感频率的话,降低处于80-90dB强度的机翼噪音有什么作用呢?
猫头鹰一直在等着人类解决发动机噪音问题后,给自己也进化上一套呢
starikki 发表于 2012-11-25 00:42
目前客机最显著的噪音问题是近进段的风扇噪音。把这个消灭以后考虑翅膀也不迟
赞同,不过降低音爆强度还是值得研究的,就像美国的dsp试验。

另外延伸和加厚发动机短舱的外壳和唇口,对降噪有没有好处?不过航空公司可能不愿意付出这个成本。
其实我觉得应该广泛使用主动降噪技术来降低座舱内噪音。。。我使用降噪耳机就可以获得非常好的效果。。。座舱外适可而止。。。
starikki 发表于 2012-11-25 08:13
我举得例子是说在高一个数量级的问题没解决之前,做低量级的改进工作没有意义

比如说当风扇噪音在120多 ...
你的意思是,如果不能一口吃个胖子出来,就干脆一粒米都不要碰?
pershine 发表于 2012-11-25 06:46
你的意思是,如果不能一口吃个胖子出来,就干脆一粒米都不要碰?
我的意思是有限的资源和时间要优先投入到效果显著的地方

馒头还不够吃的时候就先不要去考虑饭后甜点了嘛

miaomiaomiao 发表于 2012-11-25 01:58
赞同,不过降低音爆强度还是值得研究的,就像美国的dsp试验。

另外延伸和加厚发动机短舱的外壳和唇口, ...


现代客机的涡扇发动机短仓里已经有一圈降噪的小结构了

不过要把这个原理解释清楚需要个几千字。。我还是不献丑了
实在感兴趣的话可以读一篇很牛(可能会发现丫相当枯燥{:soso_e128:} )的paper, 这方面原理讲得非常清楚
Tyler J. M and Sofrin T. G, 1962,Axial Flow Compressor Noise Studies


加长进气道有很好的作用,但是换来重量和总压的代价
进气口向上倾斜也可以降低噪音,不过带来巡航效率损失以及大迎角下进气问题
miaomiaomiao 发表于 2012-11-25 01:58
赞同,不过降低音爆强度还是值得研究的,就像美国的dsp试验。

另外延伸和加厚发动机短舱的外壳和唇口, ...


现代客机的涡扇发动机短仓里已经有一圈降噪的小结构了

不过要把这个原理解释清楚需要个几千字。。我还是不献丑了
实在感兴趣的话可以读一篇很牛(可能会发现丫相当枯燥{:soso_e128:} )的paper, 这方面原理讲得非常清楚
Tyler J. M and Sofrin T. G, 1962,Axial Flow Compressor Noise Studies


加长进气道有很好的作用,但是换来重量和总压的代价
进气口向上倾斜也可以降低噪音,不过带来巡航效率损失以及大迎角下进气问题

l55 发表于 2012-11-25 03:18
其实我觉得应该广泛使用主动降噪技术来降低座舱内噪音。。。我使用降噪耳机就可以获得非常好的效果。。。座 ...


正相反啊
目前客舱内基本上也就是这样了
主动降噪在涡桨上已经有较大规模应用,在涡扇上比较难优化,效果不好

但是目前的机场周边降噪要求逐步提高,飞机如果不降低向外辐射的噪音很可能会面临不能飞很多机场或者面临宵禁的问题,这对航空公司来说是不可接受的。所以这方面的研究反而多一些

解决方法一个是使用更陡的下滑道(6°)以降低噪音影响区域,目前正在热烈讨论中
另一个就是降低近进噪音,最重要的一个就是风扇和压缩机的噪音,因为现在近进段喷气噪音已经和压缩机的噪音在差不多一个级别上了,但是压缩机的噪音是心理学上很敏感的特定频率,所以对这个的降噪需求要远大于喷气噪音
最极端的方法就是滑翔着陆,尼玛我是坚决反对。。。。
所以我才说目前阶段降低机翼噪音比较没用,即使机翼噪音降低到60dB飞机该不能飞哪还是不能飞哪。
l55 发表于 2012-11-25 03:18
其实我觉得应该广泛使用主动降噪技术来降低座舱内噪音。。。我使用降噪耳机就可以获得非常好的效果。。。座 ...


正相反啊
目前客舱内基本上也就是这样了
主动降噪在涡桨上已经有较大规模应用,在涡扇上比较难优化,效果不好

但是目前的机场周边降噪要求逐步提高,飞机如果不降低向外辐射的噪音很可能会面临不能飞很多机场或者面临宵禁的问题,这对航空公司来说是不可接受的。所以这方面的研究反而多一些

解决方法一个是使用更陡的下滑道(6°)以降低噪音影响区域,目前正在热烈讨论中
另一个就是降低近进噪音,最重要的一个就是风扇和压缩机的噪音,因为现在近进段喷气噪音已经和压缩机的噪音在差不多一个级别上了,但是压缩机的噪音是心理学上很敏感的特定频率,所以对这个的降噪需求要远大于喷气噪音
最极端的方法就是滑翔着陆,尼玛我是坚决反对。。。。
所以我才说目前阶段降低机翼噪音比较没用,即使机翼噪音降低到60dB飞机该不能飞哪还是不能飞哪。
感觉无声战斗机也很有价值啊。
现代客机的涡扇发动机短仓里已经有一圈降噪的小结构了   不过要把这个原理解释清楚需要个几千字。。我 ...
进气道太长引发的进气畸变也是一个瓶颈

starikki 发表于 2012-11-25 22:11
我的意思是有限的资源和时间要优先投入到效果显著的地方

馒头还不够吃的时候就先不要去考虑饭后甜点了 ...


就难度来说,如果你连机翼的噪声都减不下来,就更不要想什么发动机噪音了。

如果你刚上小学,给你个微积分你解不出来,这学你就不上了吗?但是你将来要上理科大学微积分肯定是必须会的,所以小学别上了,直接给个微积分使劲啃?这就是你说的有限的资源投入到效果显著的地方?
starikki 发表于 2012-11-25 22:11
我的意思是有限的资源和时间要优先投入到效果显著的地方

馒头还不够吃的时候就先不要去考虑饭后甜点了 ...


就难度来说,如果你连机翼的噪声都减不下来,就更不要想什么发动机噪音了。

如果你刚上小学,给你个微积分你解不出来,这学你就不上了吗?但是你将来要上理科大学微积分肯定是必须会的,所以小学别上了,直接给个微积分使劲啃?这就是你说的有限的资源投入到效果显著的地方?
pershine 发表于 2012-11-25 15:59
就难度来说,如果你连机翼的噪声都减不下来,就更不要想什么发动机噪音了。

如果你刚上小学,给你个微 ...
这位大神,我败了

你赢了!妥妥的;P