高清可复制 HB 8462-2014(2017) 民用飞机噪声控制与测量要求

　　ICS 49.020 V 36

　　HB 8462-2014

　　民用飞机噪声控制与测量要求

　　Cnotrol and test requirements of civil aircraft noise

　　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

　　本标准按照 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：中国飞机强度研究所、中国航空综合技术研究所。

　　本标准主要起草人：秦浩明、李旭东、侯 峰、贾 晓。

　　民用飞机噪声控制与测量要求

　　1 范围

　　本标准规定了民用飞机噪声控制与测量试验的一般要求，包括飞机的外部噪声控制、舱内噪声控制、噪声测量与试验验证等。

　　本标准适用于民用飞机的噪声控制、测量与试验验证。

　　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 3947 声学名词术语

　　HB 7123 飞机内部噪声测量

　　HB 7124 飞机外部噪声测量

　　HB 7126 航空材料和构件的混响室法吸声系数测量标准

　　《中国民用航空规章第 36 部〈航空器型号和适航合格审定噪声规定〉》(CCAR-36) 中国民用航空总局 2002 年 3 月 20 日 中国民用航空总局令第 107 号

　　3 术语和定义

　　GB/T 3947 确立的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　适航噪声 airworthiness noise

　　CCAR-36 规定的飞机在起飞、着陆阶段地面指定点测得的飞越噪声、横侧噪声及进场噪声。

　　3.2

　　外部噪声 aircraft exterior noise

　　飞机机体外部噪声，包括发动机噪声以及机翼、起落架噪声和机身附面层噪声。

　　3.3

　　舱内噪声 aircraft interior noise

　　飞机驾驶舱、客舱、服务舱、工作舱等的内部噪声。

　　3.4

　　发动机噪声 engine noise

　　由发动机各部件所产生的噪声及空气动力噪声，主要包括风扇噪声、涡轮噪声、燃烧噪声、喷流噪声、螺旋桨噪声等。

　　3.5

　　机体噪声 airframe noise

　　由高速气流流过机身外表面引起的附面层噪声和绕流增升装置、起落架结构等引起的湍流噪声。

　　3.6

　　辅助动力装置(APU)噪声 auxiliary power units noise

　　由辅助动力装置产生的噪声。

　　3.7

　　总声压级 OASPL (dB) overall sound pressure level

　　包含了全部噪声频率范围内声能的声压级,用于民用飞机机舱内部的噪声评价，往往与 A 声级和语言干扰级一起使用。

　　3.8

　　A 计权声压级 A-weighted sound pressure level

　　简称 A 声级，是对频率进行计权后求得的总声压级，A 声级是人耳对噪声的主观反应，常用于评价舱内噪声、外部环境噪声及小型飞机的适航噪声。

　　3.9

　　语言干扰级 SIL (dB) speech interference level

　　描述清晰度指数的一个噪声评价指标，用于民用飞机机舱内部(如客舱、驾驶舱和厨房等处)的噪声评价。

　　3.10

　　有效感觉噪声级 EPNL (dB) effective perceived noise level

　　飞机适航噪声合格审定中的重要噪声评价量，用于综合评价起飞及降落飞行时的航空噪声，计及了噪声的声压级、频率分布及其时间变化特征，包括了纯音与持续噪声的修正。

　　4 一般要求

　　4.1 噪声控制原则

　　飞机外部噪声应符合 CCAR-36 部对噪声水平的要求，舱内噪声应满足乘坐舒适性及市场竞争力的要求。飞机噪声控制总体要求如下：

　　a) 应选择低噪声的动力系统和机载设备系统，对噪声参数提出限制性要求;

　　b) 动力装置的安装应尽可能远离乘客座舱，并加装减振器或减振装置;

　　c) 应将噪声较大的机载设备放在地板下、尾舱或机翼内;

　　d) 应将高噪声区集中在有限范围内，通过技术隔断、辅助间等，使之与客舱隔离;

　　e) 在选择地毯、座椅、内饰板等内设与内饰材料时，应考虑其吸声特性;

　　f) 应根据机身外表面的声载荷分布，分区域合理布置面密度不同的隔声结构。

　　4.2 噪声控制流程

　　在飞机研制阶段，应制定飞机舱内外噪声的控制目标，编制噪声控制研究规划和工作流程，主要包括以下几个方面：

　　a) 噪声控制目标设计;

　　b) 噪声指标论证;

　　c) 飞机声学初步设计;

　　d) 噪声预计与分析;

　　e) 噪声控制方法研究;

　　f) 声学材料及结构试验;

　　g) 制定声学设计方案;

　　h) 噪声控制效果试验验证。

　　噪声控制与试验流程见图 A.1。

　　4.3 外部噪声控制

　　应根据设计机型和适航规章 CCAR-36 部的要求，制定飞机的适航噪声限值，并应对发动机噪声参数提出限制性要求，开展适航噪声预计分析、噪声源控制技术与试验研究、适航噪声飞行验证等工作，主要包括以下几个方面：

　　a) 总体设计及发动机选型;

　　b) 适航噪声预计分析;

　　c) 发动机噪声控制与试验;

　　d) 机体噪声控制与试验;

　　e) APU 噪声控制与试验;

　　f) 适航噪声验证试验。

　　外部噪声控制设计与试验流程见图 A.2。

　　4.4 舱内噪声控制

　　应根据设计机型和舒适性要求，制定舱内声学设计目标，开展舱内噪声预计分析、舱内噪声控制与试验研究、噪声指标验证测试等工作，主要包括以下几个方面：

　　a) 舱内噪声指标设计与论证;

　　b) 舱内噪声预计与分析;

　　c) 噪声控制方法与试验;

　　d) 声学材料选型试验;

　　e) 声学结构优化设计;

　　f) 机载设备、系统噪声控制;

　　g) 声学方案设计与实施;

　　h) 舱内噪声指标验证测试。

　　舱内噪声控制设计与试验流程见图 A.3。

　　5 噪声控制设计详细要求

　　5.1 噪声控制分类

　　应根据噪声设计目标，制定飞机声学设计方案及实施措施，包括飞机总体布局、发动机选型和安装方式、座舱声学设计以及控制方法等，最后通过试验进行验证。飞机噪声控制主要分为两大类：

　　a) 外部噪声控制：主要应控制发动机的噪声，特别是降低民用涡扇类发动机的风扇噪声和喷流噪声，其次是起落架和增升装置等机体噪声;

　　b) 舱内噪声控制：应在外部噪声控制的基础上，进一步采取座舱隔声、舱内吸声、减振降噪、环控系统降噪及其他机载设备降噪等措施控制飞机噪声。

　　5.2 外部噪声控制

　　5.2.1 外部降噪设计

　　在飞机研制各阶段，应将飞机外部噪声的指标限值和控制要求体现在飞机总体设计中，预先考虑低噪声动力系统的选型和低噪声气动结构的设计，保证发动机噪声和机体噪声对远场环境的影响满足适航噪声的限值要求。并进行相应的试验测试和验证，保障飞机能够满足低噪声设计的适航要求。

　　按照 CCAR-36 部的要求，外部噪声设计指标由不同的机型、发动机数量、最大起飞重量等确定，噪声值分别采用A 声级和有效感觉噪声级的评价参数，具体设计要求和计算方法按CCAR-36§ A36.4、 CCAR-36§ B36.5、CCAR-36§ G36.301 的要求。

　　5.2.2 发动机及 APU 选型

　　在发动机及 APU 的选型设计中，应考虑低噪声参数指标，应保证发动机及 APU 的噪声参数能够满足适航要求。在选购发动机及 APU 时，应对其噪声参数提出明确的限制要求，在满足动力性能的前提下，选择低功率、低转速、低噪声等参数的动力系统，并应配置消声装置。

　　5.2.3 外部噪声预计

　　在飞机初步设计阶段，应根据飞机总体气动外形和发动机选型的相关参数，预计飞机外部噪声是否满足适航规章的噪声审定要求，主要包括以下几个方面：

　　a) 发动机噪声源计算;

　　b) 机体结构气动特性噪声计算;

　　c) 机体结构噪声屏蔽及反射影响计算;

　　d) 噪声传播及大气修正计算;

　　e) 起飞、边线及进场适航噪声预计;

　　f) 相似机型噪声预计及测试验证。

　　5.2.4 发动机噪声源控制

　　5.2.4.1 螺旋桨发动机

　　在满足性能要求前提下，应通过优化螺旋桨几何结构和工作参数达到降低噪声的目的，主要方法有：

　　a) 降低轮缘马赫数;

　　b) 优化桨叶几何形状和载荷分布;

　　c) 增加桨叶数目并降低转数;

　　d) 桨叶前缘后掠。

　　5.2.4.2 涡扇发动机

　　5.2.4.2.1 风扇噪声

　　降低风扇噪声的主要途径是优化叶片设计、降低转速等，其主要方法如下：

　　a) 优化叶片结构设计，降低进气流的湍流脉动;

　　b) 改进导流叶片、减小气流畸变和紊流;

　　c) 加大转子叶排和静子叶排之间距离;

　　d) 降低风扇转速或直径，减少轮缘气流的相对马赫数;

　　e) 改变叶片前缘形式，降低前缘气流的法向马赫数。

　　5.2.4.2.2 喷流噪声

　　降低喷流噪声的主要途径是降低喷气速度、改变喷口结构、提高混合效率等，其主要方法如下：

　　a) 降低排气速度，增加发动机涵道比、内外混合排气;

　　b) 调整喷气射流流场，缩短喷流的混合过程，采用周边压槽、多支流喷管;

　　c) 改变喷气流的混合方式，采用齿形排气喷管、围巾型排气喷管;

　　d) 气流屏蔽，在高速主喷流外围包一层低速喷流层，对主喷流噪声起屏蔽作用。

　　5.2.4.3 发动机短舱消声

　　短舱消声是在发动机短舱的进、排气管道内壁四周铺设吸声声衬， 降低发动机噪声。吸声声衬通常可选择微穿孔面板(或金属网膜材料)、蜂窝结构芯体和硬质底板组成的声学衬层， 面板亦可采用纤维复合材料，衬层芯体可采用单层或多层结构。声衬结构不仅要具有良好的声学和气动性能，还要满足疲劳、强度、寿命等要求。短舱消声设计要求如下：

　　a) 应根据发动机噪声源的频谱特性，设计吸声声衬的结构形式;

　　b) 应根据降噪目标要求，设计吸声声衬的结构和安装方案;

　　c) 声衬结构的声学设计应进行声学效果验证分析;

　　d) 结构应进行强度、疲劳、寿命等试验测试;

　　e) 应估算声学方案的消声目标，并通过装机试验验证降噪效果。

　　5.2.5 机体噪声控制

　　5.2.5.1 着陆装置噪声控制

　　应进行起落架装置或模型件声学特性分析和试验测试，可安装整流装置，降低湍流效应。

　　5.2.5.2 增升装置噪声控制

　　应重点针对机翼和尾翼的后缘、缝翼、襟翼后缘处的低频峰值噪声进行分析和试验。

　　5.2.5.3 空腔和突出结构噪声控制

　　可采取增加导流装置、整流罩板、表面流线过渡等方法控制飞机空腔结构和突出结构的低频轰鸣声和高频啸叫声。

　　5.3 舱内噪声控制

　　5.3.1 舱内降噪设计

　　应依据机型种类、设计要求以及发展趋势制定舱内的噪声控制目标， 噪声指标的确定要考虑驾驶舱和工作舱的人机工效、客舱的舒适性、设备舱的设备工作可靠性、降噪技术的可实现性及市场的竞争力等综合要求。舱内噪声设计包含了制定目标、预计分析、控制方法、声学试验等内容，主要有以下要求：

　　a) 制定舱内噪声设计目标;

　　b) 根据机身外表面的噪声分布对舱壁板结构的隔声特性进行预计分析;

　　c) 对舱内机载设备系统的噪声进行限值要求、预计分析及降噪控制;

　　d) 对声学材料、部件结构及舱段结构的降噪方法进行研究和试验;

　　e) 制定舱内噪声控制声学设计方案，并进行舱内噪声预测分析;

　　f) 对舱内噪声进行测试评价，验证设计目标和降噪效果;

　　g) 有密封要求的舱室，进行密封设计时应考虑噪声控制要求。

　　5.3.2 舱内噪声预计

　　在飞机的设计及研制阶段，应依据飞机的总体构型、发动机选型及安装位置、舱壁板结构及内设分布等、对舱内噪声进行预计分析， 预测噪声指标能否达到声学要求和设计目标，并指导下一步的控制方法和试验研究。主要包括以下几个方面：

　　a) 机身外表面声载荷分布计算;

　　b) 机身结构建模分析及参数计算;

　　c) 机身舱壁板隔声特性计算;

　　d) 舱内吸声特性计算;

　　e) 机载系统设备噪声对舱内的影响计算;

　　f) 相似机型舱内噪声预计及测试验证。

　　5.3.3 舱内噪声控制

　　5.3.3.1 舱壁板结构声学设计

　　舱壁板结构的声学设计既要满足良好的隔声特性，还要满足重量、环保、安装、维护、适航等各方面的要求，在重量和空间允许的范围内应采用多层结构设计。结构设计应根据外部噪声频率特性、外表面噪声分布及舱内的设计目标而定，并应在混响-半消声隔声试验室内进行试验分析和结构优化。所有声学材料除满足阻燃、无毒、无味、防水等适航要求，具体要求如下：

　　a) 绝热吸声层：机身外蒙皮壁板与内装饰板两层之间应铺设绝热吸声材料，特别是在发动机附近区域或外表面强噪声分布区域应铺设双层绝热吸声材料(或增厚层)，材料的厚度要综合考虑隔声效果、重量要求和空间尺寸的因素，铺设方式应采用包框形式。

　　b) 阻尼减振处理：应在蒙皮壁板振动比较严重的区域粘贴阻尼材料，抑制蒙皮壁板的振动。应通过振动分析和试验来确定阻尼处理的区域大小和粘贴方式，阻尼粘贴应满足高空飞行的外部低温环境，不应产生脱落现象。

　　c) 蜂窝刚度处理：对于涡桨类飞机，在螺旋桨平面的壁板区域可采用蜂窝刚度处理，采取的方法是在机身壁板框与长桁之间的蒙皮上粘贴蜂窝板，粘贴应适用于低温环境，避免脱落。

　　d) 装饰板隔振安装：舱内装饰板应通过隔振器或隔振装置安装在蒙皮壁板的框架上。隔振安装应注意隔振器的载荷受力方向、载荷分布及固定方式。隔振器可直接安装在内装饰板上， 也可安装在机身壁板的框架上，原则是要便于装饰板的拆装。

　　e) 动力吸振器：对于一阶或二阶谐频振动强烈的机身壁板结构，可在该结构框架上安装动力吸振器，通过吸振减小壁板的振动。吸振器的周围应留有充分的空间，保证谐振子的自由振动。

　　5.3.3.2 舱内吸声设计

　　舱内吸声设计要求如下：

　　a) 应针对座椅、地毡、侧壁装饰板、天花板、装饰布、门帘等进行材料选用分析和测试。

　　b) 客舱座椅应设有一定的厚度和较大的表面积，以增强/提高中低频吸声特性。

　　c) 客舱地毯应同时具有吸声和隔振的作用，吸声地毯尽量厚，以增加吸声和隔振效果。

　　d) 内装饰板材料应具有一定的吸声特性。内表面可粘贴吸声泡沫或吸声毡，提高降噪效果。

　　e) 分舱隔板及门帘应采取吸声设计，如隔板采用微孔蜂窝板结构，门帘选用较厚的吸声布或吸声棉、吸声毯等材料。

　　5.3.3.3 机载设备系统降噪

　　对环控设备、配气管路、APU 辅助动力装置以及航空电子设备、电气设备、液压设备等系统的噪声控制，应遵循以下原则：

　　a) 应限制机载设备的噪声水平;

　　b) 机载设备的安装应尽可能远离客舱;

　　c) 噪声严重的设备系统应进行隔声、吸声包复或单独隔离;

　　d) APU 进排气管道、环控系统管道等应安装管道消声装置;

　　e) 振动严重的机载设备系统应安装减振装置;

　　f) 管道的支撑和固定应采用具有减振作用的装置固定;

　　g) 环控配气管道及其他管道系统之间的连接应进行密封处理。

　　5.3.3.4 发动机减振安装

　　民用飞机发动机的安装宜采用减振器或减振装置。

　　6 飞机噪声测量与验证要求

　　6.1 噪声测量与验证内容

　　噪声测量与验证目的是评价飞机舱内外噪声特性、机身结构隔声特性、声学材料的声学特性以及验证飞机舱内外噪声是否满足舒适性和适航性的要求，其主要内容包括：

　　a) 飞机舱内外噪声测量;

　　b) 舱壁板结构隔声试验;

　　c) 声学材料或结构吸声试验;

　　d) 舱段结构声学试验;

　　e) 适航噪声飞行验证。

　　6.2 飞机舱内外噪声测量

　　飞机舱内外噪声测量按 HB 7123 和 HB 7124 执行。主要测量内容包括：

　　a) 地面停车舱内混响测量;

　　b) 发动机地面开车噪声测量;

　　c) 辅助动力系统及环控系统地面运行噪声测量;

　　d) 飞机地面开车及飞行状态机身外表面噪声测量;

　　e) 飞机地面开车及飞行状态舱内噪声测量;

　　f) 飞机地面开车及飞行状态舱壁板声强分布测量。

　　6.3 舱壁板结构隔声试验

　　舱壁板的隔声试验应在混响-半消声隔声试验室内进行。混响室放置声源作为发声室， 模拟座舱外部的声源特性。半消声室作为受声室， 产生类似于座舱内部的声场环境。应对如下结构或材料进行隔声试验：

　　a) 蒙皮壁板结构;

　　b) 壁板带窗结构;

　　c) 舱门结构;

　　d) 内装饰板结构;

　　e) 阻尼、绝热、吸声等声学材料。

　　6.4 声学材料或结构吸声试验

　　声学材料或结构的吸声系数试验测试可通过阻抗管法或混响室法测量。对小试件材料或结构进行吸声测试宜采用阻抗管法。对于大面积吸声材料或结构(吸声地毯、座椅垫、吸声体等)的吸声系数试验测试应在混响室内进行。混响室试验方法依据 HB 7126。应对如下声学材料或结构进行吸声试验：

　　a) 绝热吸声材料;

　　b) 座椅组垫及套布;

　　c) 航空地毯;

　　d) 内装饰布;

　　e) 内装饰板等。

　　6.5 舱段结构声学试验

　　试验舱段应采用能够代表飞机客舱典型结构的舱段，比例大小为原尺寸结构或模型缩比结构，长度应大于舱段的直径，舱段两端应进行隔声封闭，并在封闭端头的内表面做强吸声处理，延长舱段的声学长度。试验舱段应放在半消声室内进行试验， 舱段的外场噪声模拟采用扬声器阵声源激励系统，结构振动模拟采用激振器振源激励系统。舱段结构声学试验主要包括如下项目：

　　a) 舱段外部噪声及振动激励模拟试验;

　　b) 舱段局部壁板结构隔声试验;

　　c) 舱段舱门及窗结构隔声试验;

　　d) 舱段带门窗综合结构隔声试验;

　　e) 舱段内部结构吸声试验;

　　f) 舱段内部噪声传递识别试验;

　　g) 舱段结构振动传递识别试验;

　　h) 舱段内部噪声主动控制试验;

　　i) 舱段结构及内部综合降噪效果验证试验。

　　6.6 适航噪声飞行验证

　　6.6.1 验证目的

　　评价民用飞机的外部噪声能否满足 CCAR-36 部的噪声限值要求。

　　6.6.2 评价参数

　　噪声量值大小和评价方法取决于机型种类、最大起飞重量、发动机数量等因素，评价参数主要包括：

　　a) 最大 A 声级;

　　b) 有效感觉噪声级。

　　6.6.3 螺旋桨小飞机及螺旋桨通勤类飞机飞行验证

　　对于螺旋桨小飞机及螺旋桨通勤类飞机(最大起飞重量为 8618kg 及其以下)，试验应在飞机起飞航线正下方某指定点处测量 A 声级。噪声测点位于起飞跑道中心线上或延长线上， 距起飞滑跑点(松刹车点)的距离为 2500m 处，测量从松刹车点开始到飞过测点正上方后结束这一时段中飞机产生的最大 A 声级。

　　6.6.4 亚音速运输类大飞机和亚音速喷气式飞机飞行验证

　　对于亚音速运输类大飞机和亚音速喷气式飞机，试验应在飞机起飞、进场过程中测量飞越噪声、横侧噪声、进场噪声三个指定点处的有效感觉噪声级(EPNL)。噪声测量点规定如下：

　　a) 飞越噪声测量点，位于跑道中心线的延长线上，距离飞机的起飞滑跑点 6500m 处;

　　b) 进场噪声测量点，位于跑道中心线的反向延长线上，距跑道入口处 2000m 处;

　　c) 横侧噪声测量点，位于平行于跑道中心线任一侧的平行线上，与跑道中心线相距 450m，测量飞机滑跑起飞过程中噪声最大点处的噪声值。

　　对因场地条件限制或多通道长距离测量设备限制，无法按规定测点进行测量时，可采用飞机切入飞行方式的等效程序测量。等效程序应经中国民用航空总局批准。有关在亚音速喷气式和螺旋桨大飞机的噪声合格审定中使用等效程序的指导性材料可参见相关适航噪声审定验证的咨询通告。

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　噪声控制与试验流程图

　　A.1 噪声控制与试验流程见图 A.1。

　　图 A.1 噪声控制与试验流程图

　　A.2 外部噪声控制设计与试验流程见图 A.2。

　　图 A.2 外部噪声控制设计与试验流程图

　　A.3 舱内噪声控制设计与试验流程见图 A.3。

　　图 A.3 舱内噪声控制设计与试验流程图