Оценка влияния диаметра воздушного винта на акустические характеристики силовой установки легкого самолета

Представлены результаты выполненных расчетно-экспериментальных исследований влияния диаметра воздушного винта на акустические характеристики винтомоторной силовой установки (СУ) легкого самолета с целью определения метода снижения шума на местности данного класса самолетов за счет изменения диаметра воздушного винта при условии сохранения аэродинамического и геометрического подобия винтов и неизменности частоты вращения. Экспериментальный метод основан на сравнительном анализе измеренных в статических условиях акустических характеристик силовых установок легких винтовых самолетов МАИ-223М и F30, отличающихся только диаметрами винтов и, соответственно, окружными скоростями при постоянной частоте вращения винтов. Расчетная оценка базируется на полуэмпирическом методе расчета шума воздушных винтов. В результате выполненных исследований установлено, что незначительное уменьшение диаметра винта на 3,3 % приводит к снижению суммарного шума силовой установки легкомоторного самолета на 1,5 дБ. При этом ожидаемое расчетное значение величины снижения гармонического шума винта от аэродинамической нагрузки составляет 1,2 дБ. Различие расчетных и экспериментальных данных объясняется тем, что при расчете не учитывалась составляющая шума винта от вытеснения. На основании полуэмпирической модели шума воздушного винта получено соотношение для определения влияния диаметра винта на гармоническую составляющую шума винта от аэродинамической нагрузки при условии геометрического и аэродинамического подобия винтов, а также при условии постоянства частоты вращения. Сравнение уровней звуковой мощности высокочастотного широкополосного излучения (1000-5000 Гц) СУ самолетов МАИ-223М и F30, имеющих аэродинамически подобные винты разного диаметра, показало, что различие в уровнях звуковой мощности может быть связано не только с различием в диаметрах винтов, но и с наличием дополнительных источников генерации шума, связанных с компоновкой винтомоторной силовой установки на самолете (в частности, обтекание индуктивным потоком от винта воздухозаборника маслорадиатора двигателя).