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大型客机及通用飞机是我国近年来重点发展的项目。飞机噪声直接影响民用飞机适航取证及其市场竞争力。飞机着陆过程中,起落架气动噪声是飞机机体噪声的重要组成部分之一。因此,开展起落架及其结构件气动噪声相关技术研究,对发展通用航空事业具有重要意义。研究探索飞机起落架典型构件支柱及扭力臂对起落架气动噪声的影响,通过数值模拟和声学风洞试验等手段建立精确的起落架支柱及扭力臂结构件气动噪声分析模型,进而提出针对起落架结构件设计降噪措施。
运用基于Spalart-Allmaras方程的分离涡脱模拟法(DES)获得了起落架支柱及扭力臂结构件周围湍流流场的速度、压力、湍动能等特性。结合Lighthill声类比方法中的FW-H方程积分外推法获得了模型产生声场的频谱特性及噪声辐射指向特性。仿真结果表明,结构件噪声包含钝体扰流噪声和干扰噪声,具有偶极子声源的辐射特性。
制定飞机起落架声学风洞试验方案,测量起落架支柱及扭力臂结构件气动噪声,得到结构件在不同速度的气动噪声频谱特性与辐射指向特性,分析了来流速度对噪声的影响。对比仿真与试验结果,验证了仿真方法的可行性,并分析仿真与试验结果误差的产生原因。仿真与试验所得噪声频谱在中频段吻合较好,仿真与试验噪声的辐射指向特性趋势一致,均具有偶极子特性。
提出了两种降噪方案,运用仿真和试验方法评估了支柱、扭力臂相对位置的对结构件噪声的影响,运用仿真方法评估了扭力臂修形的降噪效果。结果表明扭力臂置于支柱后侧能够有效降低结构件噪声,扭力臂修形后噪声进一步降低。研究结果对后续起落架气动噪声研究以及低噪声起落架设计均具有一定的参考价值。