Российские ученые создали панели, снижающие шум авиационных двигателей

Исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали инновационные звукопоглощающие панели для авиационных двигателей, которые способны существенно уменьшить уровень шума. Новая конструкция оказалась на 50% легче существующих многослойных аналогов и обеспечивает снижение шума на 20 децибел эффективнее традиционных однослойных решений. Панели действуют в широком диапазоне частот — от 2000 до 5400 герц, сообщили в пресс-службе университета. 

Шум от авиационных двигателей признан одной из серьезных экологических проблем. В салоне современных самолетов он достигает 80–85 децибел — сравнимо с уровнем шума оживленной автомобильной трассы. Это вызывает усталость и дискомфорт у пассажиров, а пилоты и бортпроводники постоянно подвергаются шумовой нагрузке. Помимо этого, жители районов около аэропортов постоянно слышат гул самолетов, что отрицательно влияет на сон и здоровье.

Главным источником шума является сам двигатель. Чтобы уменьшить звук, его внутренние каналы обшивают специальными звукопоглощающими панелями с заполнителем, который поглощает акустическую энергию. Чаще всего применяются конструкции с шестигранными ячейками, напоминающими пчелиные соты. Они относительно недороги и эффективны в лабораторных условиях, однако на практике эффективность таких панелей снижается из-за воздействия воздушного потока.

«Традиционные соты настроены на конкретные частоты, но поток воздуха нарушает их работу, что снижает шумоподавление», — пояснила младший научный сотрудник лаборатории пространственно-армированных композиционных материалов ПНИПУ Карина Ахунзянова.

Чтобы решить эту проблему, ученые создали панели с ячейками в форме прямых и перевернутых конусов. Каждая ячейка поглощает звук на своей частоте, а сочетание разных объемов обеспечивает стабильное снижение шума в широком диапазоне. Образцы панелей изготовили на 3D-принтере и протестировали на специальной установке, имитирующей работу двигателя с уровнем шума 130–150 децибел.

«Новые панели практически не зависят от воздушного потока и сохраняют стабильную эффективность в реальных условиях. При этом они не утяжеляют самолет и не увеличивают стоимость производства», — отметил заведующий лабораторией ПНИПУ Павел Писарев.

Дополнительным преимуществом разработки является устойчивость к производственным отклонениям. В отличие от традиционных панелей, рассчитанных на несколько частот, новые конструкции остаются эффективными даже при небольших дефектах или неровностях материала.

По мнению ученых, внедрение таких панелей позволит снизить шумовую нагрузку для пассажиров, экипажа и жителей близлежащих районов, делая полеты более комфортными и экологичными.

Читайте также: