Ученые ЦИАМ предложили пути снижения авиационного шума

25–29 сентября 2017 г. специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (входит в состав НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского) приняли участие в 5-ой открытой Всероссийской конференции по аэроакустике. Мероприятие, организованное ФГУП «ЦАГИ» при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, состоялось в г. Звенигороде. 

Авиационный шум – фактор негативного влияния воздушных судов на окружающую среду. Проблема шума является достаточно острой, так как доставляет дискомфорт населению, особенно тем, кто живет вблизи аэропортов. 

Шум летательных аппаратов регламентируется международными стандартами ИКАО. Нормы ограничивают шум, создаваемый самолетами и вертолетами на местности, и шум в салонах и кабинах летательных аппаратов. В связи с этим акустические характеристики становятся важнейшим параметром, определяющим конкурентоспособность воздушных судов гражданской авиации. Постоянное ужесточение стандартов ИКАО побуждает производителей создавать новую авиационную технику без повышения уровня шума и применять новые технологии снижения шума двигателя – основного источника проблемы. 

Начиная с 1962 года, конференция собирает ведущих инженеров и ученых, работающих в области аэроакустики и авиаэкологии. В этот раз она снова стала площадкой для открытого обсуждения результатов исследований по проблемам авиационного шума, путей их решения и определения направлений развития. Особенностью 5-й Всероссийской конференции явилось участие большого количества молодых специалистов из различных организаций: «прикладных» и академических институтов, вузов, ОКБ, промышленных предприятий.

Ученые ЦИАМ представили на секционных заседаниях 16 докладов. В своих выступлениях они отразили такие аспекты аэроакустики, как: источники аэродинамического шума в авиации; шум самолетов на местности и акустика авиационных двигателей; методика акустических измерений; математическое моделирование.

Начальник отдела перспектив развития ВРД ЦИАМ Анатолий Полев выступил с пленарным докладом, в котором представил перспективу развития отечественного авиадвигателестроения и работы ЦИАМ по снижению шума авиационных двигателей, ведущиеся в настоящее время. «Без формирования научно-технического задела, отработки критических технологий, элементов, узлов, систем невозможно добиться успеха в создании новых авиационных двигателей», – отметил он. А.С. Полев рассказал о проработке на едином газогенераторе силовой установки двигателя ПД-35 для дальнемагистральных пассажирских и транспортных самолетов (технологии 2020-х гг.), а также авиадвигателей 6-го поколения (перспективные технологии 2030-х гг.) и затронул проблемы акустики, посвященные технологиям снижения шума перспективных ТРДД. «Одна из особенностей перспективных двигателей заключается в том, что, в связи с понижением уровня шума вентилятора как основного источника шума, необходимо разработать комплекс мероприятий по снижению уровня излучаемого шума всех остальных узлов силовой установки», – подчеркнул специалист.

Начальник сектора отделения аэродинамики компрессоров ЦИАМ Антон Россихин в своих докладах представил результаты математического моделирования акустических характеристик  биротативных вентиляторов и рассказал о применении при расчете шума лопаточных машин подходов, основанных на  гармонических методах.

«Одна из главных задач аэроакустики заключается в том, чтобы дальнейшее развитие авиатранспорта не создавало существенного увеличения зашумленности территории. При этом необходим учет всех особенностей процесса шумообразования, связанного как с конструкцией летательного аппарата в целом, так и с его отдельными элементами, являющимися источником шума, – рассказывает начальник отделения газовой динамики и теплофизики ЦИАМ Сергей Крашенинников. – Специалистами были представлены материалы как по теоретическим вопросам аэроакустики, связанным с характеристиками звукопоглощающих конструкций и отдельных источников шума, в частности, создаваемого выхлопной струей, компрессором, так и результаты экспериментов». Учеными ЦИАМ рассмотрены проблемы, связанные с применением вычислительных технологий для решения задач аэроакустики. «Просто эксперимент не достаточен, – отмечает С.Ю. Крашенинников. – Должны быть построены математические модели отдельных физических процессов. Необходима взаимная валидация математического моделирования и экспериментальных исследований. Оба инструмента должны работать».

Как постоянный член ИКАО, Россия стремится к снижению уровня шума от воздушного транспорта. В рамках конференции ученые Института не только обозначили проблемы аэроакустики, стоящие перед отечественным авиадвигателестроением, но и представили пути их решения на основе полученных в ЦИАМ результатов исследований.