飛機機艙內的噪音主要來自哪裡?
坐飛機總感覺機艙實在是太吵了,除了講話聲與孩子哭聲這種人為因素,剩下的噪音主要來自於哪?
首先,發動機。為飛機提供動力。有時在地面都能聽到空中飛機飛過,何況置身飛機當中。第二,空調系統,空氣循環系統。飛機密閉增壓,內部空氣都是由這個系統在供應。噪音產生基本同家用空調同理吧。第三,飛機機體與空氣高速摩擦。飛機飛行速度基本在800km/H,速度還是挺快的。想像一下在高速上開著窗聽到的聲音,那個才120km/H。第四,震動。飛機客艙與貨艙之間就是一層架在架子上的板子。下面是空的空間的。想像你在空的走廊里說話,對的,聲音會被放大。雖然客艙貨艙都不處於空的狀態,但還是會有這種情況。
第五,氣壓對耳膜的影響。飛行高度產生變化,客艙壓力也會變化。耳膜也會有不同的反應。
哈 這個問題專門跟空客工程師傅們討論過。發動機確實是主要聲源 但是這個是針對外部觀察點而言 對於艙內乘客來講的話 大家普遍懷疑主要雜訊源是機身的湍流邊界層以及湍流邊界層與結構的相互干擾。另外大家都喜歡挨著機艙門坐 因為空間大舒服。其實機艙門附近的雜訊更大(實際上大的那麼一丁點根本抵消不了空間舒適性帶來的優越感 所以大家還是想坐艙門附近) 因為雜訊比較容易通過機艙門的密閉系統穿進去。
空調系統的雜訊主要是噴口和定壓系統產生的。其實就是湍流管道流動和湍流噴流產生的雜訊。然並卵 這部分雜訊太小了。組裡有人在做空調系統雜訊問題 也在準備發JFM。 我個人坐飛機的體驗是 不仔細聽根本聽不出來。不過也跟機型有關。
發動機的雜訊確實很大啊 不過A380是四發的 我個人覺得是我坐過飛機裡面最舒服的了。估計空客對發動機降噪系統做了好多優化。組裡也有很多人做發動機雜訊 大家比較公認的還是發動機是飛機外部的主要聲源。其實我坐飛機最喜歡做機屁股了 因為一般情況下都是一人佔一排 直接躺著睡覺 不過如果發動機也碰巧在機屁股上 那我肯定會去選別的座位了。
如果想坐飛機舒服點 尤其是洲際航班 一定要選新機型。【答題前先寫在前面】機型、發動機位置、內設的不同,都會影響艙內雜訊的分布。答主只針對目前民航主流機型進行討論。
機艙內的雜訊種類繁多、成因複雜。如果能任意剝離出某一個雜訊出來單獨研究,就會發現其實每一個雜訊都是由某聲源或振源引起,並通過空氣傳播或機身結構傳播到艙內的。
從艙內雜訊的源頭看去,有的雜訊源來自機艙外部,比如飛機發動機部件;有的則來自機艙內部,比如飛機的環境控制系統。從現在已做過的試驗報告結果來看,占艙內雜訊最大頭的雜訊源主要來自兩處——發動機雜訊、湍流邊界層雜訊。
想搞懂發動機雜訊,不妨先從發動機的原理入手。
最近五十多年,飛機發動機經過了很多結構上的改變。下圖是一些當下比較常見的發動類型。
當前我們的民航客機主要都使用渦輪風扇(Turbofan)發動機,所以答主就偷懶只講講Turbofan的工作原理。
第一步,上游空氣以飛機航行速度進入發動機擴壓器;
第二步,風扇使空氣分流成內涵、外涵兩路,加速進入中心燃燒室或外涵道;
第三步,內涵氣流經壓縮機、在燃燒室(和燃油混合)被點燃,再進過渦輪、最終被噴口噴出,產生推力;外涵氣流在噴口與內涵氣流匯合一起被排出。
明白了它的大概工作過程,我們再進一步看看發動機的雜訊都能來自哪兒。
主要歸納看,佔據最大權重的發動機雜訊主要有4部分:風扇雜訊、燃燒室雜訊、渦輪雜訊、噴流雜訊。並且這些振動會傳遞到機身,引起機身振動。這四部分誰大誰小隨發動機的涵道比變化而改變;同時,涵道比越大,機身振動產生的振動聲輻射也更明顯。
比起雜訊的成分,答主其實更關心它們的方向。其中,風扇雜訊的最大雜訊輻射在發動機中心軸向前夾角方向20-40度,這也是坐在前排機翼前邊附近乘客很容易感受到的雜訊之一。噴流雜訊的方向則和噴射氣流的方向一致,主要朝機身尾部區域輻射,所以如果你坐的位置向外看正好看到機翼後面,那麼恭喜你,噴流雜訊你能全程感受得淋漓盡致!
介紹完發動機雜訊,咱再看一眼湍流層邊界(Turbulent Boundary Layer)雜訊。
大致來說,湍流邊界層主要黏附在飛機表面,但同時也發生在駕駛艙附近或像起落架、機翼等突出物區域。並且在飛機巡航時,因為飛機尾部的湍流邊界層厚度比頭部大,加上低頻的噴流雜訊輻射到機尾,會導致尤其在低頻段飛機後部的脈動壓力譜密度比前部區域大很多。所以巡航時坐在機艙尾部的乘客往往會比前排乘客聽到大幾個dB的雜訊。
最後,附贈一個彩蛋:想知道飛機機艙到底哪裡的座位最安靜?請跟我一起大聲朗讀以下的機艙選座口訣:1. 飛機頭部最安靜,土豪直接頭等艙;2. 安全通道慎重選,機翼前後吵得慌;3. 能選前來不選後,能靠走廊不靠窗。好了,就答這些吧。更詳細的飛機艙內選座指南,請戳:選座指南 | 飛機機艙雜訊知多少
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主要噪音來自發動機,落地後噪音增加主要是因為發動機反推而不是擾流板
能否在整個客艙尺度上做一個類似Bose QC那樣的主動式反相降噪系統?
有一門課叫《氣動聲學》
發動機,還有氣動雜訊
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