ICS 49.020 V 06
民用飞机机载设备环境条件和试验方法
第 15 部分：声振试验
Environmental conditions and test procedures for airborne equipment of
civil airplane—
Part 15：Acoustic vibration test
(ISO 2671：1982，IDT)
2014-05-19 发布 2014-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
HB 6167-2014《民用飞机机载设备环境条件和试验方法》分为 26 个部分： —— 第 1 部分：总则;
—— 第 2 部分：温度和高度试验;
—— 第 3 部分：温度变化试验;
—— 第 4 部分：湿热试验;
—— 第 5 部分：飞行冲击和坠撞安全试验;
—— 第 6 部分：振动试验;
—— 第 7 部分：爆炸试验;
—— 第 8 部分：防水试验;
—— 第 9 部分：流体敏感性试验;
—— 第 10 部分：砂尘试验;
—— 第 11 部分：霉菌试验;
—— 第 12 部分：盐雾试验;
—— 第 13 部分：结冰试验;
—— 第 14 部分：防火、可燃性试验;
—— 第 15 部分：声振试验;
—— 第 16 部分：加速度试验;
—— 第 17 部分：磁影响试验;
—— 第 18 部分：电源输入试验;
—— 第 19 部分：电压尖峰试验;
—— 第 20 部分：电源线音频传导敏感度试验;
—— 第 21 部分：感应信号敏感度试验;
—— 第 22 部分：射频敏感度试验;
—— 第 23 部分：射频能量发射试验;
—— 第 24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验;
—— 第 25 部分：雷电直接效应试验;
—— 第 26 部分：静电放电试验。
本部分为 HB 6167-2014 的第 15 部分。
本部分按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。
本部分代替 HB 6167. 15-1989《民用飞机机载设备环境条件和试验方法声振试验》。本部分与 HB 6167. 15-1989 相比，仅进行了编辑性修改。
本部分由中国航空综合技术研究所归口。
本部分起草单位：中国航空综合技术研究所。
本部分主要起草人：游亚飞、孙建勇。
本部分于 1989 年首次发布。
民用飞机机载设备环境条件和试验方法
第 15 部分：声振试验
1 范围
本部分规定了民用飞机机载设备耐声试验条件和试验方法。本部分规定的条件适用于设备在研制、生产阶段进行耐声功能试验;也适用于在设备研制过程中为发现结构缺陷进行的耐声持久试验。
本部分适用于对声振敏感的设备，有关标准应规定进行耐声功能试验和耐声持久试验的必要性，使用宽带噪声或是谐波噪声以及适用的试验声压级。
本部分不适用于在飞机上所处区域的总声压级小于 125dB 的设备。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3768-1996 声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法
HB 6167. 1-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 1 部分：总则
3 术语和定义
HB 6167. 1-2014 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
控制点 control points
在声振试验室用来控制声振试验量级的传声器的位置。
3.2
声压场的最大不均匀度 maximum non-uniformity of sound pressure field
按照宽带噪声进行试验时，任何两个控制点上总声压级之间的最大差值。
3.3
控制点平均声压级 mean value of sound pressure levels at the control points
平均声压级由下式确定：
Lm =………………………………………
式中：
Lm ——控制点平均声压级，单位为 dB;
Lj ——第j 个控制点的总声压级，参考声压级为 20μPa，单位为 dB;
K ——控制点数。
或者，当声压级差值不超过 5dB 时，声压级的平均值如下：
Lm Lj…………………………………………………(2)
3.4
最大总声压级 maximum overall sound pressure level
典型飞行状态下，设备在飞机上所处区域的最大均方根声压级，Lmax。
3.5
名义声压级 mominal sound pressure level
按照谐声法进行试验时，在 250Hz～2000Hz 频率范围内为每一严酷等级规定的恒定总声压级。
3.6
等效声压级 equivalent sound pressure level
所谓等效声压级是：如果它连续作用时间等于飞机的典型飞行时间，它在飞机设备上造成的总损伤应等于设备在飞机典型飞行时间内所受的损伤(本标准附录 A 给出了等效声压级的计算公式)，Leqv。
3.7
加速声压级 accelerated sound pressure level
加速耐声持久试验声压级由下式确定：
Lacc .t =Leq log
式中：
Lacc ·t ——加速声压级，单位为 dB;
TS·L ——设备的使用寿命，单位为 h;
Tacc ·t ——耐声持久试验的持续时间，单位为 h;
γ ——设备疲劳损伤累积律的比率指数。
4 对试验设备的要求
4.1 声振试验设备应满足的要求
声振试验设备应包括以下几部分要求：
a) 试验室;
b) 产生声场的设备;
c) 监控声场参数的设备。
4.2 试验室、产生声场的设备和监控声场参数的设备应满足的要求
试验室、产生声场的设备和监控声场参数的设备应满足以下几部分要求：
a) 试验室的结构形式应尽可能近似地产生一个散射声场;
b) 为进行宽带声振试验，作用于试验室的声压最好是随机的，其性质接近于正态(高斯)分布，声压峰值幅度不小于三倍均方根值;
c) 试验室应设有试验样品悬挂系统，其一阶共振频率不应超过 25Hz。
4.3 监控设备应满足的要求
监控设备应满足以下几部分要求：
a) 监控设备应能测量 90Hz～11200Hz 频率范围内的总声压级， 以及所有控制点上中心频率为125Hz～8000Hz 的倍频程声压级。监控设备应具有平直的频响特性，其容差如表 1 所示。
b) 监控设备至少应能测量高于试验声压级 10dB 的声压级。
表 1 监控仪器容差
4.4 其他要求
其他要求：
a) 对于随机入射测量，传声器应进行校准;
b) 试验中使用的强声压是危险的，为保护试验人员应进行适当的监控;
c) 如果在不满足本标准要求的试验室内进行试验，试验条件应经过供需双方的协商讨论。
5 试验条件
5.1 概述
5.1.1 耐声功能试验概述
设备的耐声功能试验可按下述两种方法之一进行：
a) 宽带噪声试验;
b) 谐声试验。
5.1.2 耐声持久试验概述
耐声持久试验运用宽带噪声试验方法。
5.1.3 试验严酷等级的选择概述
按照下述两种方法之一选择试验严酷等级：
a) 如果能够取得飞行状态下设备安装位置声压级的测量值，或者这种声压级可通过计算得到，则可按本部分推荐的方法利用这些声压级来确定试验声压级。这种方法称为“A ”(见 5.2.4，5.3.2.1及附录 A)。
b) 如果不能取得这种测量值，或使用者不愿意使用方法 A，则可根据安装设备的飞机类型以及设备在飞机上相对于声振源的位置，从本部分得到试验声压级。这种方法称为“B ”。这种方法是利用本部分给出的表及公式确定试验声压级(见 5.2.4.2，5.3.2.2 和附录 A)。
5.2 耐声功能试验
5.2.1 耐声功能试验条件——宽带噪声法
使用宽带噪声法时，应注意以下几个方面：
a) 试验室内的耐声功能试验条件由控制点总声压级平均值、声压场最大许可不均匀度、声压谱形及试验持续时间确定。
b) 耐声功能试验的四种试验严酷等级如表 2 所示。标准化参数是控制点声压级的平均值(见 3.3)。声压场最大许可不均匀度，谱形和试验持续时间对所有严酷等级都规定为常量。
c) 由控制点总声压级之间差值定义的声压场最大许可不均匀度为 6dB，控制点总声压级应该在规定试验严酷等级的声压级的-2dB至+4dB 范围内。
d) 在中心频率 125Hz～8000Hz 范围内，规定了任何控制点上相对于控制点声压级平均值的倍频程声压谱形。此倍频程声压级应在图 1 给出的范围内。
e) 试验可以在声压场不均匀度超过 6dB 的试验室内进行。在这种情况下，控制点声压级应该在试验严酷等级规定的声压级的-2dB，+10dB 范围内。声压谱的上限允许高于图 l 规定上限值6dB，下限不变。
表 2 声功能试验严酷等级
规定试验严酷等级的]总声压级
图 1 倍频程声压谱形，宽带噪声试验方法
5.2.2 耐声功能试验条件——谐声法
使用谐声法时，应注意以下几个方面：
a) 试验室内的耐声功能试验条件由控制点声压级的频率分布，基波频率变化率和试验持续时间确定。
b) 耐声功能试验的四种严酷等级如表 2 所示。标准化参数是名义声压级(见 3.5)。规定频率范围的声压级应在图 2 给定的范围内。
c) 基波声压级至少应高出高次谐波声压级 3dB。
d) 基波频率应以不超过 l oct/min 的速率平滑变化。整个频率范围被覆盖两次。
规定试验严酷等级的总声压级
63 100 125 250 500 1000 2000 4000 8000 10000
基频，单位为Hz
图 2 声压级，谐声试验方法
5.2.3 试验持续时间
宽带声振或谐声条件下的耐声功能试验持续时间应足以确定试验样品的功能特性，但不应少于15min。
5.2.4 试验严酷等级的选择
5.2.4.1 方法 A
根据已知的、测量的或计算的设备工作条件选择耐声功能试验严酷等级。如果设备在飞机上所处位置的测量或计算的最大总声压级在某一严酷等级的标准化声压级(见表 2)的-6dB 到+3dB 范围内，则选择这一严酷等级用于宽带声振试验及谐声试验。
5.2.4.2 方法 B
在设备工作条件未知情况下，可按表 3 选择试验严酷等级，控制点总声压级的平均值和相应严酷等级的名义声压级从表 2 得到。
5.3 耐声持久试验
5.3.1 耐声持久试验条件
耐声持久试验条件的规定方法与声功能试验条件确定方法相同(见 5.2 和图 1)。
5.3.2 试验声压级的选择
5.3.2.1 方法 A
如果工作条件已知或可以计算，则试验室的平均声压级由 3.7 中的公式计算。要求的设备使用寿命TS·L 通常在有关标准中给出。建议规定试验持续时间不少于 5h。等效声压级可由附录 A 中给出的公式计算得到。
表 3 严酷等级选择
5.3.2.2 方法 B
工作条件未知时，试验室平均声压级确定方法如下：试验严酷等级由表 3 确定，等效声压级由附录 A中的表 A.2 确定，平均声压级(加速声压级)由 3.7 及附录 A 中给出的公式计算，耐声持久试验的平均声压级也可由表 A.2 得到(此时 γ=6， Lmax-Leqv=5Db，LS·L=200，5000，30000h)。
6 试验程序
6.1 试验前，对试验样品进行目视检查并测量其工作特性。试验样品应无机械损伤，其工作特性应符合有关标准的规定。根据 5. 1 和 5.2 给出的要求计算规定试验严酷等级的倍频带声压级及谐声声压级。
6.2 试验样品应悬挂于试验室中心，其主平面不得平行于或垂直于试验室的壁，所有电气连线的连接方式应与工作状态要求的相同。
6.3 宽带声振试验：应将控制点声压级的平均值调整到试验规定的数值。在一个控制点上调整倍频带声压级，并检查声压场的不均匀度。倍频带声压级调整可在没有试验样品的情况下进行， 平均声压级应在试验样品在位情况下调整。
6.4 谐声试验：应在图 2 所示的整个频率范围内，将所有控制点上的声压级调整到规定的严酷等级，并检查基波声压级和高次谐波声压级的差值。基波频率变化率应满足 5.2.2.4 的要求。
6.5 如果试验样品主平面尺寸超过 0.35m，则应在其周围均匀放置六个传声器，距离其表面 0.1m~ 0.2m。如果主平面尺寸小于 0.35m，放置的传声器可以少于六个，但不得少于两个，距离其表面仍应为0.1m～0.2m。
6.6 如果有关标准中只规定耐声功能试验，则在与规定耐声功能严酷等级相应的试验条件下进行声振环境试验期间功能特性检查。
6.7 如果有关标准中规定了耐声持久试验，则首先在相应于耐声功能试验严酷等级的试验条件下检查试验样品的功能特性，然后，在耐声持久试验条件下进行耐声持久试验。试验完毕后， 再次在耐声功能试验条件下检查功能特性。
6.8 耐声持久试验期间试验样品不工作。
6.9 如果在试验期间，试验样品的功能特性在有关标准规定的范围内，则认为其在声振环境中满足功能要求。
6.10 耐声持久试验后，如果试验样品在相应的耐声功能试验条件下的特性处于有关标准规定的范围内，并且没有机械损伤，则认为其满足了耐声持久试验的要求。
7 引用本部分时应规定的项目
7.1 当有关标准规定进行声振试验时，应当说明下列资料数据：
a) 需要进行耐声功能试验;
b) 需要进行耐声持久试验;
c) 安装方法;
d) 试验严酷等级(试验声压级);
e) 耐声持久试验持续时间;
f) 要求的设备使用寿命;
g) 设备疲劳损伤累积律的比率指数;
h) 试验前，试验中及试验后检查的功能特性项目;
i) 试验样品数量。
7.2 除 7.l 列出的资料数据外，试验报告中还应指出试验设备的特性及试验中功能特性的偏差。
附录 A
(规范性附录)
加速耐声持久试验声压级的确定
A.1 方法 A 飞机工作条件已知(由试验或计算得到)
加速耐声持久试验平均声压级由 3.7 给出的公式计算确定：
Lacc .t qv lg 可利用公式(A.2)计算等效声压级 Leqv：
Leq10lg Li 式中：
Leqv ——等效声压级;
Ti ——均方根声压级保持常数的典型飞行时间区间，单位为 s 或 h;
T ——飞机典型飞行的总持续时间，单位为 s 或 h;
Li ——第 i 个时间区间上的均方根声压级，单位为 dB;
n ——时间区间数。
推荐的规定加速试验持续时间不少于 5h，如果没有更精确的设备疲劳损伤累积率的比率指数 γ值，则该值可取为 6。
示例 1：
举例说明一架飞机在区域 II 中一个设备的加速声压级 Lacc·t 的计算(见表 2 和表 3)。
对于不同的飞行方式，设备周围的总声压级(见表 A. 1)。总的典型飞行持续时间为 3h，由于最大声压级为 140dB，根据 5.2.1. 1 可知耐声功能试验的试验严酷等级为 II。
对于耐声持久试验，先计算等效声压级 Leqv (γ=6， T=3h) ⎡ 1
2.0500+106×131/20 ×0.3300+106×131/20 × 0.2500)2/6 =130dB
假如要求的设备使用寿命 TS·L 为 5000h，加速试验持续时间选为 5h，则试验室声压级的平均值为：
表 A.1 对应不同飞行方式的声压级
A.2 方法 B 飞机工作条件未知
如果工作条件未知，试验严酷等级由表 3 确定，等效声压级 Leqv 由表 A.2 得到，加速试验平均声压级 Lacc ·t 由 3.7 和本附录 A 的公式确定。要求的使用寿命 TS·L、试验持续时间 Tacc ·t、设备疲劳损伤累积律的比率指数 γ 应予以规定。
加速声压级 Tacc ·t 也可由表 A.2 得到，该表基于下列参数：
Tacc ·t=5h;
γ=6;
Lmax-Leqv=5dB。
表 A.2 声振耐久试验严酷等级
示例 2：
某设备的加速声压级 Lacc ·t：
某设备所处位置的严酷等级为 II，等效声压级 Leqv (见表 A.2)等于 135dB，如果 TS·L=20000h，Tacc·t=5h，γ=6，则 Lacc ·t lg dB。
如果一项设备所处位置的严酷等级为 II，TS·L=20000h，γ=6， Tacc·t=5h，从表 A.2 可以得到：
145dB
