О механизме боковой асимметрии излучения шума воздушного винта, установленного вблизи крыла
- Авторы: Копьев В.Ф.1, Остриков Н.Н.1, Фараносов Г.А.1, Титарев В.А.1,2, Денисов С.Л.1, Акиньшин Р.В.1
-
Учреждения:
- Центральный аэрогидродинамический институт
- ФИЦ «Информатика и управление» РАН
- Выпуск: Том 70, № 5 (2024)
- Страницы: 692-709
- Раздел: АТМОСФЕРНАЯ И АЭРОАКУСТИКА
- URL: https://ter-arkhiv.ru/0320-7919/article/view/648406
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791924050053
- EDN: https://elibrary.ru/XBXSGF
- ID: 648406
Цитировать
Аннотация
Изучается эффект боковой асимметрии диаграммы направленности излучения воздушного винта, установленного вблизи крыла. В рамках упрощенной теоретической модели шума нагрузки винта и его экранирования полуплоскостью, а также с помощью численного моделирования взаимодействия винта с плоской конечной пластиной показано, что при близком расположении винта и рассеивающей поверхности проявляется существенная боковая асимметрия излучения тонального шума винта в дальнем поле. Механизм данного эффекта, сопровождающего симметричную звуковую направленность самого винта и симметрию рассеивателя (крыла), связан со сфазированным суммированием звукового поля, излучаемого непосредственно винтом, и вторичного звукового поля, генерируемого на поверхности крыла из-за рассеяния возмущений (преимущественно — гидродинамических), создаваемых винтом на передней кромке крыла. Таким образом, проведенное исследование продемонстрировало, что наличие боковой асимметрии диаграммы направленности излучения шума, присущее винтовым самолетам, является следствием взаимодействия винтов и близкорасположенных крыльев.
Полный текст

Об авторах
В. Ф. Копьев
Центральный аэрогидродинамический институт
Автор, ответственный за переписку.
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва
Н. Н. Остриков
Центральный аэрогидродинамический институт
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва
Г. А. Фараносов
Центральный аэрогидродинамический институт
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва
В. А. Титарев
Центральный аэрогидродинамический институт; ФИЦ «Информатика и управление» РАН
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва; Москва
С. Л. Денисов
Центральный аэрогидродинамический институт
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва
Р. В. Акиньшин
Центральный аэрогидродинамический институт
Email: aeroacoustics@tsagi.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Международные стандарты и Рекомендуемая практика. Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. Охрана окружающей среды. Том 1. Авиационный шум. Изд. 7, 2014 г.
- Serrano J.R., Tiseira A.O., García-Cuevas L.M., Varela P. Computational Study of the Propeller Position Effects in Wing-Mounted, Distributed Electric Propulsion with Boundary Layer Ingestion in a 25 kg Remotely Piloted Aircraft // Drones 2021–2021, V. 5. No. 3. P. 56. https://doi.org/10.3390/drones5030056
- Carley M. Shielding of rotor noise by plates and wings // Acta Acustica. 2022. V. 6. No 27.
- Hanson L., Baskaran K., Zang B., Azarpeyvand M. Acoustic Shielding and Scattering Effects of a Propeller Mounted Above a Flat Plate // Proc.: Internoise 2022. Institute of Noise Control Engineering, 2022.
- Roger M., Acevedo-Giraldo D., Jacob M.C. Acoustic versus aerodynamic installation effects on a generic propeller-driven flying architecture // Int. J. Aeroacoustics. 2022. V. 21(5–7). P. 585–609.
- Hanson L., Baskaran K., Zang B., Azarpeyvand M. Aeroacoustic Interactions of a Trailing Edge Mounted Propeller and Flat Plate // In 28th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 2022, AIAA 2022–2937.
- Chaitanya P., Cho M., Palleja-Cabre S., Akiwate D.C., Joseph P., Westcott O., Ferraro M. Aeroacoustics source mechanisms of fixed-wing VTOL configuration // In AIAA AVIATION2023 Forum, AIAA 2023–3356
- Acevedo-Giraldo D., Roger M., Jacob M.C. Experimental Study of the Aerodynamic Noise of a Pair of Pusher-Propellers Installed Over a Wing // In AIAA AVIATION2023 Forum, AIAA 2023–3359.
- Ostrikov N.N., Denisov S.L. Airframe Shielding of Noncompact Aviation Noise Sources: Theory and Experiment // AIAA Paper 2015–2691, June 2015.
- Денисов С.Л., Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. Использование корреляционной модели случайных квадрупольных источников для расчета эффективности экранирования шума турбулентной струи на основе геометрической теории дифракции // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 5. С. 540–555.
- Денисов С.Л., Остриков Н.Н., Панкратов И.В. Исследование возможности замены планера самолета интегральной компоновки на плоский полигональный экран для оценки эффективности экранирования шума двигателей на основе геометрической теории дифракции // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 6. С. 622–631.
- Денисов С.Л., Остриков Н.Н., Гранич В.Ю. Проблемы снижения шума авиационных силовых установок с помощью эффекта экранирования // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 3. С. 298–302.
- Беляев И.В., Копьев В.Ф., Титарев В.А. Разработка нового подхода к расчету шума винтов с использованием суперкомпьютеров // Ученые записки ЦАГИ. 2014. Т. XLV. № 2. С. 78–106.
- Титарев В.А., Фараносов Г.А., Чернышев С.А., Батраков А.С. Численное моделирование влияния взаимного расположения винта и пилона на шум турбовинтового самолета // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 6. С. 722–736.
- Лазарев Л.А., Титарев В.А., Голубев А.Ю. Оптимизация силового набора подкрепленной оболочки под действием акустического поля винта // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 3. С. 323–329.
- Фелсен Л., Маркувиц И. Излучение и рассеяние волн. М: Издательство “Мир”, 1978. Т. 2. 555 с.
- Бычков О.П., Фараносов Г.А. Анализ взаимной связи модовой структуры пульсаций ближнего поля струи и шума взаимодействия струи и крыла // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 1. С. 34–45.
- Бычков О.П., Фараносов Г.А. Валидация двухточечной модели шума взаимодействия струи и крыла для реалистичной конфигурации // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 2. С. 146–154.
- Hirt C.W., Amsden A.A., Cook J.L. An arbitrary Lagrangian-Eulerian computing method for all flow speeds // J. Comput. Phys. 1974. V. 14. P. 227–253.
- Gaburro E., Dumbser M., Castro M.J. Direct Arbitrary-Lagrangian-Eulerian finite volume schemes on moving nonconforming unstructured meshes // Comput. and Fluid. 2017. V. 159. P. 254–275.
- Dumbser M., Käser M., Titarev V.A., Toro E.F. Quadrature-free non-oscillatory finite volume schemes on unstructured meshes for nonlinear hyperbolic systems // J. Computational Physics. 2007. V. 221. № 2. P. 693–723.
- Toro E.F., Spruce M., Speares W. Restoration of the contact surface in the Harten-Lax-van Leer Riemann solver // J. Shock Waves. 1994. V. 4. P. 25–34.
- Jameson А. Time-Dependent Calculations Using Multrigrid, with Application to Unsteady Flows past Airfoils and Wings // AIAA paper 91–1596, 1991.
- Yoon S., Jameson A. Lower-upper Symmetric-Gauss-Seidel method for the Euler and Navier-Stokes equations // AIAA J. 1988. V. 26(9). P. 1025–1026.
- Men’shov I.S., Nakamura Y. On implicit Godunov’s method with exactly linearized numerical flux // Computers and Fluids. 2000. V. 29(6). P. 595–616.
- Najafi-Yazdi A., Bres G.A., Mongeau L. An Acoustic Analogy Formulation for Moving Sources in Uniformly Moving Media // Proc. Royal Soc. A. 2011. V. 467. P. 144–165.
- Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф., Величко С.А., Беляев И.В. Локализация и ранжирование источников шума самолета в летных испытаниях и сравнение с акустическими измерениями крупномасштабной модели крыла // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 2. С. 165–176.
- Демьянов М.А. Корреляционный метод идентификации акустических источников с помощью многомикрофонных измерений // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 6. С. 638–646.
- Копьев В.Ф., Ершов В.В., Храмцов И.В., Кустов О.Ю. Повышение точности локализации дипольных источников звука с помощью плоских микрофонных антенн // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 2. С. 191–206.
Дополнительные файлы
