波音-NASA新型短舱声衬设计超出预期

静音飞机技术革新：波音与NASA携手达成的低阻声衬设计

随着全球航空产业对静音飞机的追求日益增长，波音公司和美国国家航空航天局（NASA）合作，成功测试了改进的发动机短舱低阻声衬设计。这一革新不仅可以赋予现有机型，如类似737的客机更低的噪声和阻力，也展现了其对未来飞机如波音新中型等创新设计的支持潜力。结合多自由度声衬技术，波音737MAX7原型机的飞行测试揭示了这一设计的前瞻性和实际应用价值。

未来设计的挑战与低阻声衬的解决方案

紧凑短舱的未来设计旨在降低大涵道比发动机的重量与阻力。然而，这也带来了挑战——相对较小的进气口表面积使得吸声装置布置成为难题。为此，NASA与合作伙伴共同推出了低阻声衬设计（LDAL），该设计旨在抵消因吸声装置带来的重量增加与阻力提升，同时最大限度地减少在所有现代商用涡扇发动机中普遍采用的专用降噪衬难以避免的阻力损失。




多自由度声衬的创新与测试

在过去7年中，NASA在先进航空运输技术（AATT）计划下，深入研究了多项降噪技术，其中多自由度声衬是一大亮点。这种声衬设计经过了飞机噪声降低子项目的评估，预言到2020年代中期其将在第4阶段标准下降低约52dB的噪声裕度。该设计更多的创新点在于其可对宽频噪声实现更佳吸收的能力。NASA兰利研究中心负责声衬项目的领导迈克尔·琼斯指出，团队开始开发两种不同声衬，其一是通过增加吸声带宽来扩大频段覆盖，另一个是采取措施降低声衬本身带来的阻力增量，这一阻力通常源于空气喷射及组件表面的气动效应。

实验室到飞行动态的过渡：NASA的多自由度声衬技术测试

为了捕捉多自由度声衬的性能，研究人员在NASA兰利研究中心的结构声学分部进行了系统测试，涉及入射流阻抗管（GRATING FLOW IMPEDANCE TUBE, GFIT）、包含不同设计的蜂窝结构与网格，以及对不同浸渍压力对每英寸密度频率带宽和阻抗特性的影响进行了学习。该实验证明，通过改变蜂窝芯位置与网格的声阻抗设计，可实现对宽频噪声更有效的吸收。

首次飞行测试：波音与NASA的协作成果

波音公司与NASA的合作，通过737MAX7原型机验证了低阻声衬设计的性能，共进行了31个飞行小时的试验。测试首先对现有的短舱进行了基础评估，随后换上NASA新设计的方案，以8英寸的银色条带覆盖整个声衬，直至实验末期才移除，从而避免其他噪声源干扰测试结果。波音飞机产品开发、环境和噪声高级研究员贝鲁尔·西瓦·香卡拉对此发表分析，提及测试涉及左侧发动机以正常功率运行，而另一个发动机处于低功率状态，确保较低的基本噪音水平。测试采用的声学相控阵设备构成超过830个麦克风的集合，精确捕捉和定位噪声来源，创建类似热图的噪声地图，揭示短舱入口贡献的详细分析。

初步结果和未来应用展望

飞行测试证实了LDAL开槽声衬显著减少了30%的阻力，对比现有设计，构建了更加实用和易于制造的底衬解决方案。除此之外，考虑到声衬的性能与评估发现，这一新设计在低频噪声控制时显现出卓越成效。NASA国家航空董事会的詹姆斯·海德曼指出，LDAL项目中“NASA科技与波音公司高效合作潜力”的成功验证，为其技术共享在更广泛领域的应用提供了重要启示。

持续的行业协作和技术创新不仅意味着静音飞机的开发加速，也凸显了对航空噪声管理和噪声污染所带来的环境影响的深刻关注。随着航空业步入更静音、更环保的未来，这一科技进步无疑为人与自然的和谐共处铺平了道路。