ПНИПУ создал мобильный интерферометр для двигателей: в 6× легче, +66% площади
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали измеритель шума авиадвигателей (интерферометр), который по массе в шесть раз легче, а по рабочей площади на 66% превосходит существующие аналоги. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. Разработка позиционируется как портативный прибор для оперативной экспресс-оценки акустических свойств материалов и компонентов авиационной техники.
"Нами разработано универсальное решение для экспресс-оценки акустических свойств материалов — от авиадвигателей до архитектурных объектов. Главным достижением стало то, что нам удалось реализовать портативное устройство, которое при этом работает в требуемом частотном диапазоне и на высоких уровнях звукового давления", — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ЦАИ ПНИПУ Олег Кустов.
По утверждению исследователей, авиационный шум, возникающий при полетах самолетов, представляет угрозу для здоровья пассажиров, экипажей и жителей районов, прилегающих к аэропортам. Одновременно отмечается ужесточение международных нормативов, регламентирующих звуковое воздействие авиационных двигателей. Специалисты называют основной технологической задачей создание методов контроля состояния шумопоглощающего оборудования без демонтажа.
Существующие на рынке решения описываются либо как массивные стационарные интерферометры, либо как компактные приборы с ограниченным диаметром и сечением канала для измерения. Для оценки характеристик крупных образцов звукоподавляющих устройств часто требуются сложные установки и демонтаж деталей двигателей, тогда как портативные аналоги с малым диаметром не обеспечивают возможности работы с крупными компонентами.
Уникальность разработки
По результатам работ ПНИПУ создан первый в России портативный интерферометр, отличающийся сниженной массой и увеличенной рабочей площадью по сравнению с существующими решениями. По принципу действия он близок к стетоскопу: прибор «слушает» звукопоглощающий материал и позволяет оценивать работоспособность непосредственно на месте эксплуатации, без разборки агрегата. При внутреннем диаметре 50 мм масса трубы прибора без динамика — 0,65 кг, тогда как аналогичный инструмент диаметром 30 мм, размером меньше спичечного коробка, весит 4,20 кг.
Исследователи подчёркивают, что для авиадвигателей критически важны параметры, получаемые при экстремальных уровнях звука — до 160–175 дБ. В лабораторных условиях воспроизвести такие уровни для крупного образца практически невозможно. При этом существующий аналог интерферометра с диаметром 100 мм ограничен по диапазону анализа частот — до 1800 Гц. Разработанный прибор решает эти ограничения. Это компактный и легкий измеритель на базе короткой трубки, оборудованной двумя высокоточными микрофонами, мощным динамиком и мини-компьютером для обработки данных. Система сохраняет работоспособность при высоких уровнях звукового давления (до 160 дБ). При этом она способна работать с панелями любого размера и обеспечивает диагностику в режимах, максимально приближенных к реальным эксплуатационным условиям.
"Прототип успешно испытан на экспериментальных образцах. До конца года планируется запатентовать технологию, после чего мы сосредоточимся на оптимизации массогабаритных характеристик устройства", — добавил Кустов.
В пресс-службе университета отмечают, что внедрение измерителя шума и портативного интерферометра позволит авиакомпаниям оперативно контролировать эффективность шумопоглощающих элементов в режиме реального времени и обеспечивать соответствие международным нормативам по акустике. Прибор также создаёт возможность регулярного мониторинга шумовых характеристик воздушных судов и своевременной замены изношенных компонентов без длительных простоев техники.