Помогают ли гондолы вокруг авиационных двигателей уменьшить звук двигателя?

Возьмем современный турбовентиляторный двигатель : кончики вентилятора вращаются со скоростью примерно 1,5 Маха . Из пропеллеров без воздуховодов мы знаем , что сверхзвуковые наконечники делают их очень шумными . Тот же ТРД без кожуха тоже будет очень шумным. Акустические вкладыши на внутренней стороне кожуха вентилятора вносят основной вклад в подавление этого источника шума.

Но это еще не все: гондола также позволяет разместить воздухозаборник перед вентилятором, что помогает выровнять условия потока по поперечному сечению воздухозаборника и ускорить или замедлить поток воздуха до необходимой для двигателя величины. . Без воздухозаборника двигатель будет страдать от частых остановок компрессора и помпажа, поэтому гондола, по сути, расширяет условия работы и также позволяет избежать этих шумных инцидентов .

Еще одним важным источником шума является сопло: здесь горячий, быстрый газ из двигателя выбрасывается в окружающий поток, и их смешивание создает большую часть шума двигателя . Обратите внимание, что шум увеличивается с шестой-восьмой степенью скорости реактивной струи, поэтому наиболее резкое снижение шума возможно с двигателями с более высокой степенью двухконтурности.

Диаграмма с веб-страницы Стэнфорда, ссылка на которую приведена выше. Скорость струи указана в футах в секунду.

Зазубривание задней кромки сопла позволяет несколько замедлить процесс смешивания и снизить уровень шума .

Без гондолы двигатель создавал бы гораздо меньшую тягу и большее сопротивление, и потребуются более крупные и мощные двигатели. Большие двигатели также будут создавать больше шума, так что это также косвенный способ, которым гондолы помогают снизить уровень шума.

Последним вкладом в снижение уровня шума, о котором следует упомянуть, является способность гондолы удерживать шрапнель от вышедшей из строя лопасти вентилятора. Отказ лопасти вентилятора почти бесшумный, но если бы фрагменты лопасти разлетелись на высокой скорости, шум того, что последует, также был бы значительным.

Как вы правильно упомянули, термин «гондола» обычно относится к ряду секций вокруг авиационного двигателя (в контексте турбовентиляторных авиационных двигателей). Как правило, это конструкции, образованные впускным отверстием, кожухом вентилятора, реверсивным устройством тяги и выпускным отверстием.

Гондола действительно выполняет основную функцию корпуса для всех этих узлов, что означает, что она способствует защите двигателя от элементов и окружающей среды от двигателя (скажем, из-за поломки лопасти). Но его основная функция состоит в том, чтобы обеспечить аэродинамический корпус, в котором могут размещаться механические части двигателя, пневматические каналы, топливопроводы и электропроводка.

Таким образом, гондола может обеспечить снижение шума за счет уменьшения шума сопротивления, который в противном случае возник бы. Это достигается за счет аэродинамического дизайна и различных функций, встроенных в подузлы, таких как акустические вкладыши, широко используемые по всей гондоле, которые преобразуют акустическую энергию в небольшое количество тепла. Это основной источник снижения шума в современных авиационных двигателях.

Выхлопные газы являются главными виновниками шума авиационных двигателей, поэтому они предназначены для создания зоны «смешивания», в которой горячий воздух из выхлопных газов смешивается с окружающим воздухом для уменьшения шума выхлопных газов.

Думаю, я просто пытаюсь сказать, что гондола состоит из этих различных узлов, и поэтому их индивидуальный вклад в снижение уровня шума очень важен. Что касается количественного исследования снижения шума, я не смог найти его, поэтому могу ответить только на первую часть вашего вопроса.

Примечание: в современных воздухозаборниках также используется конструкция с ламинарным потоком (например, 777X), которая способствует огромной экономии топлива и очень незначительному снижению шума сопротивления (вероятно, незначительному).

Сами гондолы уменьшают звук, просто являясь еще одним барьером, прежде чем звук доберется до вас по большей части. Он предназначен для обеспечения воздушного потока вокруг компонентов двигателя, улучшения аэродинамики, защиты от элементов и, в зависимости от типа двигателя, он «может» немного помочь с шумоподавлением (турбовентилятор).

На газотурбинных двигателях есть варианты отвода воздуха, которые подавляют шум . Это не гондола, это шумоподавляющая насадка.