导读：据www1网站3月16日报道，彼尔姆国立研究理工大学（PNRPU）的研究人员开发出一种新型飞机发动机吸声结构。这种面板比传统多层结构轻1.5倍，同时其降噪效率比标准单层蜂窝结构高出20分贝，可在2000至5400赫兹的宽频率范围内工作。该校新闻处对此进行了报道。
为何飞机噪音仍是难题
飞机发动机产生的噪音是航空业最紧迫的环境和社会挑战之一。在飞机客舱内，噪音水平可达80至85分贝，相当于繁忙的城市高速公路噪音。对于乘客而言，这种噪音会导致长途飞行中疲劳感加剧、舒适度下降；对于机组人员来说，长期暴露在噪音环境中可能会影响身体健康。
居住在机场附近的数百万人也必须忍受飞机起降时持续的轰鸣声，这种噪音会干扰睡眠，增加压力和心血管疾病的风险。
飞机噪音的主要来源是涡扇发动机和涡喷发动机。为了降低噪音，发动机的内部通道（如进气道、喷管和风扇涵道）会铺设填充蜂窝结构的吸声面板。最常见的设计由高度相同的六边形单元组成，类似蜂巢。这种结构生产成本低，在实验室条件下表现良好，但在实际飞行中效果会显著下降。
“通常来说，这些高度相同的蜂窝单元是针对特定频率调谐的。在气流环境下，它们的表现会变差：气流会破坏其调谐状态，降低降噪效率。”彼尔姆国立研究理工大学空间增强复合材料实验室初级研究员卡琳娜·阿洪贾诺娃（Karina Akhunzyanova）解释道。
全新设计：用锥体替代相同蜂窝结构
研究人员提出了一种完全不同的几何结构——由正锥体和倒锥体组成的单元。每个单元都针对自身的共振频率进行调谐，不同体积和形状的组合使面板能够同时吸收宽频率范围内的声音。
样品通过3D打印机制造，并在模拟飞机发动机内部真实环境的专用声学装置上进行了测试。测试中产生的噪音水平在130至150分贝之间，属于正常运行的喷气发动机的典型噪音值。
测试结果令人印象深刻：这种新型结构几乎不受气流影响，在真实环境下保持稳定的效率，与传统单层蜂窝面板相比，降噪效果提升了20分贝。同时，面板重量减轻了1.5倍——在航空领域，每增加一公斤重量都至关重要，这一优势尤为关键。
“我们的设计实际上不受气流影响，在真实条件下能稳定工作。这种新型面板可使飞机变得更安静，且不会增加飞机重量或生产成本。”彼尔姆国立研究理工大学实验室主任帕维尔·皮萨列夫（Pavel Pisarev）表示。
额外优势：抗制造误差能力强
另一大优势是，这种新型面板对制造误差的敏感度低得多。传统蜂窝结构精确调谐于少数特定频率，因此即使是制造误差或变形导致的单元尺寸微小偏差，也会显著降低其效率。
而基于锥体的结构设计适用于宽频率范围，即使在几何形状或材料存在轻微偏差的情况下，也能保持良好的声学性能。
未来应用
如果这项技术实现量产，将能显著降低客舱内（针对乘客和机组人员）和飞机外部的噪音，使机场附近的居民受益。
这对于现代高涵道比涡扇发动机而言尤为重要，此类发动机的风扇和喷管噪音仍是主要噪音来源。
该研发成果已通过实验室测试，下一阶段将进行台架测试和真实发动机飞行试验。
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