Шумоподавители для авиационных двигателей: устройство и регулирование
Hush kit
Шумоподавители для авиационных двигателей: устройство, принцип работы и применение для снижения шума старых турбореактивных и турбовентиляторных двигателей.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Устройство для снижения шума реактивных авиационных двигателей.
Device to reduce noise produced by aircraft jet engines
Шумоподавитель – это аэродинамическое устройство, используемое для снижения шума, производимого устаревшими реактивными авиационными двигателями. Эти устройства обычно устанавливаются на старые турбореактивные и турбовентиляторные двигатели с малой степенью двухконтурности, поскольку они значительно громче, чем более современные турбовентиляторные двигатели с высокой степенью двухконтурности.
A hush kit is an aerodynamic device used to help reduce the noise produced by older aircraft jet engines. These devices are typically installed on older turbojet and low bypass turbofan engines, as they are much louder than later high bypass turbofan engines.
Дизайн
Наиболее распространенной формой шумоподавителя является многолопастный выхлопной смеситель. Это устройство устанавливается в задней части двигателя и смешивает выхлопные газы газогенератора с окружающим воздухом и небольшим количеством доступного воздуха смешения. Современные турбовентиляторные двигатели с высокой степенью двухконтурности развивают этот принцип, используя доступный воздух смешения для обтекания выхлопных газов газогенератора в задней части двигателя, что снижает шум. Большинство шумоподавителей вносят дальнейшие изменения в выхлопную систему, включая акустически обработанные выхлопные трубы, модифицированные впускные воздухозаборники и направляющие аппараты. Они снижают высокочастотный шум, распространяющийся вперед, вызванный небольшим высокоскоростным вентилятором. Шумоподавитель для самолетов Gulfstream G III весит около [вставить вес] и приводит к расчетному снижению дальности полета на 2%, хотя уменьшение дальности не было замечено во время реальных полетов, которые редко выполняются на предельной дальности самолета. На более крупных самолетах, таких как Boeing 727 авиакомпании FedEx, шумоподавители добавляют [вставить вес] дополнительного веса (общая масса самолета до [вставить вес]) и это приводит к общему увеличению расхода топлива на 0,5% на коротких рейсах (но не обнаруживается измеримого увеличения на дальних рейсах).
The most common form of hush kit is a multi lobe exhaust mixer. This device is fitted to the rear of the engine and mixes the jet core's exhaust gases with the surrounding air and a small amount of available bypass air. Modern high bypass turbofan engines build on this principle by utilizing available bypass air to envelop the jet core exhaust at the rear of the engine, reducing noise. Most hush kits make further modifications to the exhaust, including acoustically treated tailpipes, revised inlet nacelles and guide vanes. They reduce the forward propagating, high pitched noise caused by the small, high speed fan. Meanwhile, the hush kit for the Gulfstream G III jets weighs about and cause a calculated 2% drop in range, although the reduction in range has not been noticed during actual flights, which are rarely made to the very limit of the aircraft's range. On a larger aircraft, like FedEx's Boeing 727s, the hush kits add of extra weight (total airplane weight up to ) and this results in an overall 0.5% increase in fuel burn for short trips (but no measurable increase for long flights).
Регулирование
Хотя комплекты шумоподавления эффективно снижают уровень шума от старых самолетов, не всегда удается снизить его до уровня современных самолетов за разумные деньги. В 1999 году эта проблема привела к нормативно-правовому спору между Соединенными Штатами и Европейским Союзом, в котором ЕС предложил новый регламент по шуму, фактически запрещавший использование комплектов шумоподавления в Европе. К 31 декабря 1999 года все авиалайнеры 2-го уровня шума весом 75 000 фунтов и более, эксплуатируемые в США, должны были быть оснащены комплектами шумоподавления 3-го уровня, чтобы продолжать полеты в США после 1 января 2000 года. Этот регламент угрожал снизить стоимость в основном американских подержанных самолетов, использующих комплекты шумоподавления, и нанести ущерб прибыли американских производителей этих комплектов. Регламент ЕС 925/99 был принят несмотря на угрозы США запретить Concorde, но впоследствии был заменен (и фактически отменен) Директивой ЕС № 2002/30/EC, выпущенной 26 марта 2002 года. В 2013 году FAA внесла изменения в правила 14 CFR, часть 91, запретив эксплуатацию реактивных самолетов весом 75 000 фунтов и менее, не соответствующих требованиям 3-го уровня шума, после 31 декабря 2015 года. Любые бизнес-джеты 2-го уровня весом 75 000 фунтов и менее, которые не были модернизированы путем установки двигателей, соответствующих требованиям 3-го уровня шума, или не были оснащены комплектами шумоподавления 3-го уровня для двигателей, не соответствующих требованиям, не будут допущены к полетам в 48 континентальных штатах после 31 декабря 2015 года. 14 CFR §91.883 – Специальные разрешения на полеты для реактивных самолетов весом 75 000 фунтов и менее – содержит перечень специальных разрешений на полеты, которые могут быть выданы для эксплуатации после 31 декабря 2015 года.
While hush kits effectively reduce noise emissions from older aircraft, noise cannot always be reduced to the level of modern planes at a reasonable cost. In 1999, this concern led to a regulatory dispute between the United States and the European Union, where the EU proposed a new noise ordinance which effectively prevented the use of hush kits in Europe. By December 31, 1999, all Stage 2 noise jetliners 75,000 pounds or more operating in the US must have Stage 3 hush kits in order to continue to fly in the US after January 1, 2000. This regulation threatened to reduce the value of the mostly American used airplanes that employed hush kits and hurt the profits of American hush kit manufacturers. EU Regulation 925/99 was passed over US threats to ban Concorde but was superseded (and effectively repealed) by EU Directive No. 2002/30/EC issued March 26, 2002. In 2013, the FAA modified 14 CFR part 91 rules to prohibit the operation of jets weighing 75,000 pounds or less that are not Stage 3 noise compliant after December 31, 2015. Any Stage 2 Business jets 75,000 pounds or below that have not been modified by installing Stage 3 noise compliant engines or have not had Stage 3 hush kits installed for non compliant engines will not be permitted to fly in the contiguous 48 states after December 31, 2015. 14 CFR §91.883 Special flight authorizations for jet airplanes weighing 75,000 pounds or less – lists special flight authorizations that may be granted for operation after December 31, 2015.