基于声学黑洞效应的直升机驾驶舱宽带降噪

摘要

声学黑洞(ABH)效应是利用结构阻抗的变化,使结构中传播的波相速度和群速度发生变化,在结构局部区域实现波的聚集,进而通过少量阻尼将能量耗损.该方法具有高效、轻质、宽频等优点,为结构振动噪声控制提供了新的思路,具有较强的潜能和应用前景.本文针对直升机驾驶舱复杂的噪声问题,根据噪声源和传递路径,提出基于ABH效应的内嵌式和附加式2种减振降噪设计方案.利用有限元软件建立了结构声振耦合模型,分析了直升机驾驶舱模型的声振特性,解释了ABH效应有助于降低舱室噪声的机理,并搭建了实验平台,开展了效果测试和性能评估.结果 表明,内嵌式ABH结构可以有效降低舱内的中高频噪声,而低频控制能力略显不足.附加式ABH结构可以弥补这一局限性,拓宽有效频带.结合内嵌式和附加式ABH 2种控制方案,相比传统结构在总质量不增加甚至略有降低的前提下,舱室平均噪声水平在1/3倍频程内降低3～10 dB.该研究成果有助于推进ABH新技术在未来直升机工程减振降噪中的应用.