Акустическая нагрузка

Подробности

Родительская категория: Энциклопедия авиации

акустическая нагрузка — силовое воздействие на конструкцию, проявляющееся как звуковое давление на ее поверхность, которое возникает при колебаниях в диапазоне звуковых частот возмущённой воздушной (газовой) среды, окружающей летательный аппарат. Область пространства, в которой возникают колебания воздушной среды, называется акустическим полем (см. Звуковое поле). Физическая природа акустических полей связана с газодинамическими процессами в воздушном потоке: пульсациями скорости и давления на границах реактивной струи двигателя; пульсациями давления в турбулентном пограничном слое; срывом потока и другими его возмущениями. А. н. может характеризоваться как уровнем звука (в Па), так и интенсивностью звука (в Вт/м2). Уровень интенсивности звука L₁ и уровень звукового давления L_p (в дБ) определяются по формулам: L₁ =  10lgJ_∆f/J₀, L_p =  20lgp_∆f/p₀, где J_∆f — интенсивность звука в полосе частот ∆f, p_∆f — среднеквадратичное давление также в полосе частот ∆f; J₀ =  10^-12 Вт/м² и р₀ =  2*10^-5 Па — соответственно пороговая интенсивность звука и пороговое звуковое давление. А. н. по характеру изменения представляет собой случайный процесс с непрерывным спектром частот в диапазоне 20—20000 Гц, но практический интерес для авиационных конструкций имеет более узкий диапазон 20—2000 Гц. При расчётах напряжений в конструкции А. н. характеризуется спектрами звукового давления в полосе частот 1 Гц; L  =  L₁-10lg, f; f равна октавной полосе (f  =  f₂-f₁; f₂/f₁ = 2; f₁,f₂ — нижние и верхние частоты полосы) или 1/6, 1/3, 1/2 её доли.

Кроме спектральной характеристики, оценку звукового давления производят по суммарному уровню звукового давления:

LE = I01g$fV'IL < d/,

где f_в и f_н — верхние и нижние границы полосы частот звуковых колебаний. Как всякий случайный процесс, А. н. характеризуется плотностями распределения мгновенных значений и пиков, авто- и взаимокорреляционными функциями.

На летательных аппаратах суммарные уровни звукового давления могут достигать 160—165 дБ при работе двигателей на взлётном режиме, 160—168 дБ при срывах потока и 140—145 дБ в пограничном слое. В полёте интенсивность акустических возмущений реактивной струи двигателя снижается вследствие уменьшения ее скорости относительно набегающего потока, но при этом возрастают возмущения от турбулентности воздушного потока, обтекающего летательный аппарат, значения которых пропорциональны скоростному напору: p  =  kq, где k  = 0,002—0,006 — коэффициент пропорциональности, q — скоростной напор.

• « Назад
• Вперёд »