Ученые ЦАГИ предложили комбинированный способ снижения авиационного шума

Специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») предложили новый подход к решению проблемы в области аэроакустики — шума на местности. Результаты получены в рамках работы над проектом «Развитие инновационных технологий снижения авиационного шума, основанных на использовании плазменных актуаторов и эффекта экранирования».

Ученые ЦАГИ впервые предложили совместное использование двух подходов к снижению шума реактивной струи (один из основных источников шума самолета на взлете) для перспективной компоновки типа «летающее крыло». Это, во-первых, снижение высокочастотной части звукового воздействия за счет экранирования при расположении двигателя над фюзеляжем, а во-вторых, низкочастотной — с помощью активной системы управления с использованием плазменных актуаторов.

«Наш коллектив много лет развивает различные подходы к управлению шумом турбулентной струи. Наиболее многообещающими с точки зрения ожидаемого эффекта являются активные методы управления, хотя они наиболее сложны для реализации. Более просты пассивные методы типа экранирования, однако они также имеют ограниченную область применимости. В данном проекте мы впервые их объединили в одной системе. Таким образом, два способа снижения шума: активный и пассивный — должны дополнять друг друга для достижения максимального эффекта», — прокомментировал начальник отделения аэроакустики и экологии летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», руководитель проекта, доктор физико-математических наук Виктор Копьев.

Коллектив ученых недавно завершил первый этап работы. Они провели комплекс патентных исследований и аналитический обзор современной научно-технической литературы по тематике проекта. В заглушенной камере АК-2 ЦАГИ проведены испытания отклика ближнего поля изолированной струи на воздействие с помощью плазменного актуатора в составе активной системы управления с обратной связью.

Также специалисты института разработали аналитическую модель ближнего поля струи с учетом возмущений, создаваемых мелкомасштабными турбулентными пульсациями и пакетами волн неустойчивости. Результаты позволят на следующем этапе проекта разработать алгоритм управления актуатором для подавления волн неустойчивости и соответствующего снижения низкочастотного шума взаимодействия струи и элементов планера, что в сочетании с экранированием на высоких частотах будет способствовать повышению эффективности снижения шума струи в широкой полосе частот.

Работа выполняется в рамках Соглашения № 075-11-2021-079 с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации. Проект рассчитан на 2021–2022 годы. Исследования проводятся с использованием уникальной научной установки АК-2 ЦАГИ.