Энциклопедия техники

Акустика Авиационная

(от греческого akustikos — слуховой) — раздел науки, посвящённый изучению возникновения, распространения и воздействия шума, возникающего при эксплуатации летательного аппарата, и находящийся на стыке аэродинамики, акустики и динамики упругих конструкций. А. а. подразделяется на аэроакустику и структурную акустику летательного аппарата.
Аэроакустика изучает проблемы аэродинамической генерации звука, акустики движущейся среды, взаимодействия звука с потоком и методы снижения акустических шумов аэродинамического происхождения.
Cтруктурная акустика изучает распространение звука по конструкциям летательного аппарата, излучение звука этими конструкциями, процессы формирования звуковых полей в замкнутых объёмах (салонах, кабинах, приборных отсеках летательного аппарата) и методы ослабления их интенсивности.
Выделение А. а. в самостоятельный раздел науки произошло в 60 х гг. XX в. в связи с необходимостью решения задач по снижению шума летательного аппарата до уровней, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность людей, а также работоспособность систем и оборудования и выносливость конструкции аппарата. Потребность в увеличении грузоподъёмности летательных аппаратов и скорости их полёта привела к увеличению тяги силовых установок, в результате чего резко возросла звуковая мощность, создаваемая аппаратами. Увеличение интенсивности эксплуатации самолётов гражданской авиации (увеличение числа взлётов и посадок в аэропортах) привело к тому, что в зонах размещения аэропортов жители оказались под неблагоприятным воздействием высоких уровней шума. Шум в салонах и кабинах летательных аппаратов создаёт значительные неудобства для пассажиров самолётов и вертолётов, вызывая их утомляемость, снижает работоспособность экипажей. Борьба с шумом в авиации стала частью общей программы борьбы человечества за чистоту окружающей среды. Интенсивные акустические нагрузки на летательный аппарат являются причиной повреждений элементов их конструкции и выхода из строя оборудования. Поэтому акустические характеристики в ряде случаев определяют параметры и схему летательного аппарата, параметры и тип его силовой установки.
Решение задач А. а. осуществляется путём комплексного выполнения ряда мероприятий с учётом технических возможностей и экономических затрат. Основное внимание уделяется снижению шума в источнике, выбору рациональной с точки зрения акустики компоновки аппарата, применению методов снижения шума по пути его распространения. На рисунке в качестве примера показана взаимосвязь между летно-техническими характеристиками самолёта с заданными дальностью и полезной нагрузкой и шумом, создаваемым самолётом на местности (уровни шумов приведены в единицах EPN дБ — субъективная оценка авиационного шума на местности). Большую роль в снижении шума в районе аэропортов играет рациональная организация воздушного движения, выбор мало шумных траекторий взлёта и посадки летательных аппаратов.
Основными шума источниками летательного аппарата являются аэрогазодинамические потоки в силовой установке (см. Шум двигателя), воздушный поток, обтекающий аппарат, и газовые потоки бортовых систем оборудования. Т. о., аэроакустика в основном имеет дело со звуком, создаваемым аэродинамическими силами и возмущениями, которые возникают в самом потоке. Поскольку образование аэродинамического шума является следствием перехода энергии от вихревых возмущений к акустическим колебаниям, то успешное решение задач аэроакустики во многом связано с достижениями аэродинамики нестационарных течений, и в особенности турбулентных потоков.
Впервые теоретические вопросы генерации звука при движении потоков жидкости были рассмотрены в классической работе Дж. У. Рэлея «Теория звука» (1877). Практическое применение аэроакустика получила позднее, после выхода работ учёных: Л. Я. Гутина о шуме вращения винта (1936), Е. Я. Юдина о вихревом шуме стержней (1944), Д. И. Блохинцева по акустике движущейся среды (1946) и М. Д. Лайтхилла о шуме турбулентных струй (1952—1954). В дальнейшем появилось много работ, развивающих идеи этих учёных, которые позволили значительно продвинуть знания в области аэроакустики.
Уравнение Блохинцева, которое описывает распространение звука в неоднородном стационарном потоке, явилось отправным пунктом при рассмотрении генерации звука потоком. В 1975 английским учёным М. Хоу был получен неоднородный аналог этого уравнения, в котором правая часть указывает, что генератором звука в потоке служат вихри и неоднородности энтропии. Обобщённое уравнение Блохинцева (иногда его называют уравнением Блохинцева — Хоу) позволяет с общих позиций подойти к решению задач аэроакустики, учесть не только источники и распространение звука в движущейся среде, но и взаимодействие звука с неоднородным потоком, что совсем не учитывалось в предшествовавших теориях. Из этого уравнения при малых Маха числах как частный случай получаются известные уравнения теории Лайтхилла для шума турбулентного потока.
Структурная акустика в основном изучает звук, генерируемый колеблющимися конструкциями летательного аппарата, силовой установкой, турбулентным пограничным слоем, образующимся на поверхности аппарата в полёте, и бортовыми системами. Силовая установка вызывает колебания конструкции либо непосредственно звуковыми волнами, распространяющимися через окружающую среду, либо упругими волнами, обусловленными механическими колебаниями самой установки и распространяющимися по конструкции. Колебания конструкции, находящейся под действием турбулентного пограничного слоя, обусловлены пульсациями давления, возникающими на поверхности аппарата. Агрегаты систем и оборудования также вызывают вибрации элементов конструкции летательного аппарата и непосредственно сами создают шум.
Многообразие источников авиационного шума и путей передачи его в летательный аппарат вызвало интенсивное развитие исследований распространения звуковых волн в слоистых диссипативных средах и упругих волн в конструкциях, излучения звука конструкциями и акустических полей в кабинах и отсеках аппарата. Первые исследования представляют собой развитие традиционных тематических направлений классической акустики, а последние два сформировались в структурной акустике летательного аппарата. Теоретические исследования по этим направлениям базируются на анализе известных уравнений динамики упругих систем (пластин, оболочек, стержней и др.) и волнового уравнения для сред с различными параметрами. Для большого числа задач структурной акустики при известных параметрах конструкции и материалов может быть составлена замкнутая система уравнений, описывающих распространение волн и излучение звука. Точное решение этих задач можно получить только для идеальных ситуаций, поэтому в структурной акустике летательного аппарата существенную роль играют эксперимент и упрощенные теоретические подходы, при которых рассматриваются идеализированные модели упругих систем, что позволяет выявить основные закономерности в распространении упругих волн, колебаниях и акустическом излучении элементов конструкции.
Хотя решение ряда основных задач А. а. еще далеко от завершения, но в инженерной практике уже получены обнадёживающие результаты, позволившие создать методы расчёта характеристик основных источников шума летательного аппарата, разработать мероприятия по снижению шума методом активного воздействия на процесс шумообразования и применением пассивных способов снижения уже образовавшегося шума, т. е. использованием звукопоглощающих материалов, вибропоглощающих покрытий (см. Звукоизоляция салонов), (см. Шумоглушитель силовой установки). Это позволяет создавать летательные аппараты с акустическими характеристиками, удовлетворяющими требованиям Норм шума летательного аппарата. Нормы ограничивают допустимый шум, создаваемый самолётами и вертолётами на местности, и шум в салонах и кабинах летательного аппарата. Шум на местности регламентируется международными стандартами Международной организации гражданской авиации, поэтому на международных авиалиниях предпочтение отдают тем самолётам, которые имеют сертификат по шуму. Т. о., выполнение норм по шуму пассажирскими самолётами и вертолётами является необходимым условием их успешной эксплуатации.
Опытное конструкторское бюро и научно-исследовательский институт отечественной промышленности и гражданской авиации проводят работу по снижению шума летательного аппарата. В результате были значительно снижены уровни шума самолётов на местности и все выпускаемые пассажирские самолёты удовлетворяют международным нормам по шуму и имеют сертификат по шуму. Уровни шума в кабине отечественных пассажирских самолётов также значительно снижены, и все выпускаемые самолёты удовлетворяют отечественному стандарту по шуму в салоне.


Смотреть значение Акустика Авиационная в других словарях

Акустика — ж. греч. наука о природе и законах звука; часть физики, звукословие. Акустический зал, по законам акустики устроенный, для отголоска (для голка, эхо), или для наголоса (резонанса).........
Толковый словарь Даля

Акустика — акустики, мн. нет, ж. (от греч. akustikos - слуховой). 1. Отдел физики, изучающий звук. 2. Условия слышимости музыки или речи в помещениях. В этом зале нельзя устраивать концертов........
Толковый словарь Ушакова

Акустика Ж. — 1. Область изучения звуковых явлений (в физике). 2. Особенности распространения звука в каком-л. помещении, обусловленные формой, материалами и т.п. постройками.
Толковый словарь Ефремовой

Акустика — -и; ж. [от греч. akustikos - слуховой].
1. Раздел физики, изучающий упругие волны от самых низких до самых высоких частот (инфразвук, звук, ультразвук и гиперзвук); учение о звуке........
Толковый словарь Кузнецова

Авиационная Охрана Лесов От Пожаров (а.о.л.) — - вид охраны леса, основанный на использовании авиационных средств и методов предупреждения, обнаружения и тушения лесных пожаров.
Система А.О.Л. представляет собой........
Экономический словарь

Оговорка, Авиационная — В страховании жизни: положение, содержащееся в большинстве полисов по страхованию жизни, которое предусматривает исключение страховой защиты от ущерба, наступающего........
Экономический словарь

Опасность, Сопряженная С Риском, Авиационная — В страховании жизни: увеличение риска в связи с совершением застрахованным лицом полетов и использованием для этих целей самолетов не коммерческих авиалиний, а других........
Экономический словарь

Авиационная Безопасность — - состояние защищенности гражданской авиации от незаконного вмешательства в ее деятельность. (Ст. 82 Воздушного кодекса Республики Беларусь)
Юридический словарь

Авиационная Деятельность — организационная, производственная, научная и иная деятельность физических и юридических лиц, направленная на поддержку и развитие авиации, удовлетворение нужд экономики........
Юридический словарь

Авиационная Инфраструктура — аэродромы, аэропорты, объекты единой системы организации воздушного движения, центры и пункты управления полетами летательных аппаратов, пункты приема, хранения и........
Юридический словарь

Авиационная Организация — юридическое лицо независимо от организационно-правовой формы и формы собственности, основной целью деятельности которого являются разработка, производство, испытания,........
Юридический словарь

Авиационная Промышленность — авиационная промышленность - отрасль промышленности, в которой осуществляются разработка, производство, испытания, ремонт и утилизация авиационной техники».
Юридический словарь

Гигиена Авиационная — отрасль Г. и авиационной медицины, изучающая воздействие условий полета на организм с целью разработки мер, направленных на обеспечение оптимальных условий деятельности,........
Большой медицинский словарь

Авиационная Медицина — раздел медицины, изучающий условия профессиональнойдеятельности авиационных специалистов и разрабатывающий меры, направленныена сохранение их здоровья, повышение........
Большой энциклопедический словарь

Авиационная Промышленность — (авиаракетно-космическая промышленность) -отрасль машиностроения, производящая летательные аппараты для гражданскихи военных целей: самолеты, вертолеты, космические........
Большой энциклопедический словарь

Акустика — , наука о звуке, преимущественно о свойствах звуковых волн. Архитекторы учитывают требования акустики при проектировании общественных зданий, таких как концертные........
Научно-технический энциклопедический словарь

Акустика — (от греч. akustikos - слуховой) - в широком смысле - разделфизики, исследующий упругие волны от самых низких частот до самых высоких(1012 - 1013 Гц); в узком смысле - учение о звуке.........
Большой энциклопедический словарь

Архитектурная Акустика — изучает распространение звука в помещении,влияние отражения и поглощения звука ограждающими конструкциями наслышимость речи и музыки.
Большой энциклопедический словарь

Атмосферная Акустика — изучает распространение звука в атмосфере иисследует последнюю акустическими методами.
Большой энциклопедический словарь

Медицина Авиационная — отрасль медицины, изучающая условия профессиональной деятельности специалистов в области авиации и разрабатывающая медицинские рекомендации, направленные на сохранение........
Большой медицинский словарь

Психология Авиационная — раздел П., изучающий особенности психической деятельности человека в полете и разрабатывающий практические рекомендации по вопросам отбора, экспертизы, обучения летного........
Большой медицинский словарь

Международная Авиационная Федерация (фаи) — (Federation AeronautiqueInternationale - FAI), международный союз национальных авиационныхорганизаций, групп или клубов. Главная задача - развитие спортивнойавиации и космонавтики во........
Большой энциклопедический словарь

Молекулярная Акустика — изучает акустическими методами (главным образом наосновании измерения скорости звука и его поглощения) атомно-молекулярнуюструктуру и свойства вещества.
Большой энциклопедический словарь

Музыкальная Акустика — наука, изучающая объективные физическиезакономерности музыки, раздел музыковедения и общей акустики. Исследуетсоотношения высот (частот колебаний), громкость (см.........
Большой энциклопедический словарь

Нелинейная Акустика — раздел акустики, изучающий свойства звуковых волнбольшой амплитуды (интенсивности), для описания которых обычныеприближения линейной теории звука недостаточны и........
Большой энциклопедический словарь

Физиология Авиационная — раздел Ф. и авиационной медицины, изучающий реакции организма человека на воздействие факторов атмосферного полета (гипоксии, перепадов атмосферного давления, вибраций........
Большой медицинский словарь

Строительная Акустика — раздел акустики, в котором изучают вопросызвукоизоляции и защиты от шума зданий (сооружений) и территории населенныхмест строительными (конструктивными) и архитектурно-планировочнымисредствами.........
Большой энциклопедический словарь

Физиологическая Акустика — изучает устройство и функции звукоизлучающей извуковоспринимающей систем человека и животных.
Большой энциклопедический словарь

Авиационная Промышленность — авиацио́нная промы́шленность(авиаракетно-космическая промышленность, АРКП), наукоёмкая, высокотехнологичная отрасль транспортного машиностроения, требующая больших........
Географическая энциклопедия

Акустика музыкальная — (от греч. axoystixos - слуховой) - наука, изучающая объективные физические закономерности музыки в связи с её восприятием и исполнением. А. м. исследует такие явления, как высота,........
Музыкальная энциклопедия

Посмотреть еще слова :