Исследования ЦАГИ в области аэроакустики направлены на создание научно-технического задела для достижения необходимого уровня экологической безопасности отечественного перспективного среднемагистрального самолета по уровням шума на местности и по уровню акустического и аэротермовентиляционного комфорта в пассажирских салонах и в кабине экипажа.

Обеспечение необходимого уровня экологической безопасности перспективных самолетов и вертолетов является весьма сложной задачей, решение которой требует проведения исследований по широкому кругу проблем авиационной акустики. Это в первую очередь разработка высокоэффективных высокотемпературных звукопоглощающих конструкций для систем шумоглушения силовых установок перспективных самолетов, создание эффективной системы шумоглушения для реактивных струй ТРДД с высокой и сверхвысокой степенью двухконтурности, разработка методов снижения шума, образуемого при обтекании шасси и механизации крыла на режиме захода самолета на посадку, разработка новых бортовых звукоизолирующих конструкций и мероприятий по повышению эффективности систем кондиционирования, обеспечивающих требуемый уровень акустического и аэротемпературного комфорта в пассажирских салонах и в кабине пилотов самолета.

Результаты исследований и основные достижения российских ученых в области снижения авиационного шума представляются на Всероссийской конференции по авиационной акустике, организуемой раз в два года ЦАГИ при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.

Основные направления деятельности:

• Исследование и разработка рекомендаций по оптимизации параметров новых пассивных и активных систем шумоглушения для силовых установок перспективных ЛА;
• Исследование и разработка методов снижения интенсивности акустического излучения основных источников шума перспективных самолетов и вертолетов (лопаточные машины двигателя, реактивная струя, воздушные и несущие винты самолетов и вертолетов, элементы планера самолета);
• Разработка новой концепции снижения шума в салонах перспективных магистральных самолетов, реализующей принцип согласования бортовых звукоизолирующих конструкций с пространственно-временной структурой аэроакустических полей на поверхности планера самолета;
• Расчетное определение ожидаемых уровней шума воздушного судна на местности и в салонах; оптимизация методики пилотирования самолета по критерию минимального уровня шума в контрольной точке на местности;
• Исследования по оптимизации параметров аэротермокомфорта в салонах перспективных магистральных самолетов.

Основные результаты выполненных исследований:

Для систем шумоглушения силовых установок перспективных самолетов разработаны новые многослойные звукопоглощающие конструкции, обладающие высокими поглощающими свойствами на резонансных частотах и в широкополосной части спектра излучаемого шума.

Исследованы новые методы снижения шума реактивных струй посредством управления крупномасштабными структурами на начальном участке струи, с помощью управляемой кромки сопла и микроструй коронного разряда. Рекомендованы для практики эффективные методы снижения шума реактивной струи.

Разработан расчетный эквивалентный метод акустической сертификации магистральных самолетов по уровню шума на местности, с помощью которого разработана доказательная документация и Авиарегистром МАК выданы сертификаты о соответствии уровней шума самолетов семейств Ту-204/214, Ил-96-300, Ан-124-100 требованиям норм Главы 4 стандарта ИКАО.

Создана серия аналитических моделей каркасированной оболочки фюзеляжа для прогноза шума в салоне самолета, которая охватывает широкую область изменения параметров оболочки. Модели учитывают дискретность и упруго-инерционные свойства стрингеров и шпангоутов оболочки фюзеляжа, взаимодействие оболочки со слоистой звукоизолирующей конструкцией и ограничиваемым ею воздушным объемом. Разработаны новые типы бортовых звукоизолирующих конструкций, обладающих высокой акустической эффективностью.

Создана математическая модель для численного моделирования пространственных нестационарных неизотермических турбулентных течений воздуха, которые реализуются в системах аэротермовентиляции современных пассажирских самолетов. Модель оперирует реальными физическими процессами, характерными для задач аэротермовентиляции в замкнутых объемах: вынужденная и естественная конвекция, турбулентный перенос, нестационарные режимы, тепломассообмен, учет переноса компонентов газовой смеси.

Результаты выполненных исследований являются базисом, на основе которого обеспечивается достижение конкурентно-необходимого уровня экологической безопасности перспективного самолета, и активно применяются при проектировании нового семейства пассажирских самолетов МС-21.

Рекомендации и разработки ЦАГИ в течение последних 10 лет внесли существенный вклад в снижение уровней шума находящихся в эксплуатации самолетов семейств Ил-76, Ил-96, Ту-204/211, Ан-124 и обеспечили их акустическую сертификацию по нормам современного стандарта ИКАО.

Помимо решения задач по обеспечению требуемого уровня акустических характеристик воздушных судов, существующие в ЦАГИ экспериментальные установки, методики и программные комплексы позволяют решать и общепромышленные задачи, такие как акустическое зонирование аэропортов, практическая реализация условий акустического комфорта в объектах градостроительства, обладающих мощными вентиляционными системами (метро, авто тоннели и т. п.), и на железнодорожном транспорте, снижение шума различных промышленных энергетических установок, снижение уровня акустических нагрузок в каналах магистральных трубопроводов.

Акустики ЦАГИ активно сотрудничают с европейскими партнерами. В течение 2008—2010 гг. ведется совместная работа по проекту DREAM — исследование шума моделей соосных воздушных винтов. Испытания проводятся в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-104 с подглушенной рабчей частью. Результаты исследований помогут в создании перспективных малошумных самолетов с турбовинтовой силовой установкой.

Ответственные специалисты:

Более подробную информацию об оказываемых ЦАГИ услугах в области снижения уровней авиационного шума и уровней шума различных установок и устройств промышленного назначения можно получить у заместителя начальника Московского комплекса ЦАГИ Самохина Валерия Федоровича:

тел. (495) 916-90-14, факс  (499) 261-38-18,
e-mail: zam@mktsagi.ru