В мире для оценки шума используется семейство кривых предельных спектров (ПС), рекомендованное Международной организацией по стандартизации. При построении ПС используется принцип «равной» громкости. Спектр шума, подлежащий нормированию, характеризуется номером ближайшего ПС, лежащего выше его, при этом различные шумы, оцениваемые одним и тем же предельным спектром, считаются одинаково раздражающими. В нашей стране допустимые уровни звукового давления в кабинах вертолетов и на рабочих местах членов экипажа определяются предельным спектром ПС-75 (ГОСТ 12.1.003-83 с изменениями 1993 г.).

В ходе анализа результатов исследований была проведена оценка интенсивности шума в кабинах легких вертолетов по возможности речевой связи между пассажирами. Речевая связь, как известно, определяется уровнем помех речи (УПР), уровнем громкости голоса говорящего и расстоянием между собеседниками. Как отмечено на рис. 5, суммарный уровень шума в салоне вертолета более чем на 30 дБ превышает УПР. При имеющихся параметрах шумового поля общение между пассажирами затруднено, так как они вынуждены говорить очень громко или кричать непосредственно на ухо собеседнику.

Особенностью формирования акустического поля в кабинах легких вертолетов является повышенное влияние аэродинамического шума лопастей НВ в области частот до 100 Гц и струи выходящих газов двигателей в области частот до 500 Гц. Исследования показали также значительное влияние на формирование акустического поля в кабинах легких вертолетов на частотах до 2500 Гц механического шума главного редуктора. В кабинах средних вертолетов это влияние оказалось значительно меньшим.

Уровни звукового давления, измеренные на стоянке средних и легких вертолетов при опробовании силовых установок, от 4 до 20 раз превышают уровни, допускаемые Авиационными правилами АП-36 и рекомендованные ICAO. Высокая интенсивность шума в ближнем акустическом поле легких и средних вертолетов существенно ограничивает допустимое время работы наземного обслуживающего персонала, регламентируемое действующими санитарными нормами. Наземный персонал, работая в таких условиях, должен обязательно использовать индивидуальные средства шумовой защиты. Интенсивность шума на стоянке во многом зависит от компоновки силовой установки машины. Если силовая установка расположена за главным редуктором, наибольшее значение имеют уровни звукового давления, измеренные в задней полусфере вертолетов.

Как показали исследования, шум, создаваемый рулевым винтом (РВ), в ближнем акустическом поле имеет достаточно высокие амплитудные значения. На шум в замкнутом объеме кабины РВ не оказывает существенного влияния, так как уровни звукового давления, генерируемые РВ на частотах до 100 Гц, на порядок ниже шума двигателей и шума лопастей НВ в этом диапазоне частот. В то же время в ближнем акустическом поле легкого вертолета РВ увеличивает суммарное значение уровней звукового давления в задней полусфере и является источником повышенного шума.

Рис. 5. Допустимые УПР в зависимости от расстояния l между пассажирами при различной силе голоса (1каб — длина кабины вертолета)

Из анализа амплитудно-частотных характеристик основных источников шума и параметров шума в кабине вертолета Ми-2, а также в ближнем акустическом поле на стоянке следует, что в настоящее время задача снижения шума легких вертолетов актуальна и требует комплексного решения. Очевидно, что оптимальным условием для создания малошумного вертолета является учет акустических характеристик основных источников и ожидаемого шума на стадии проектирования и конструкторской проработки. Снижать шум в вертолете, который находится в серийном производстве, сложнее и дороже. Снижение шума вертолета в процессе переоборудования также потребует определенных материальных затрат.

Обобщая результаты проведенных исследований, можно подчеркнуть, что комплексную задачу снижения шума для вертолетов легкого класса необходимо решать по следующим направлениям:

1) снижение влияния шума струи выходящих газов двигателей на формирование акустического поля в кабинах вертолетов и ближнем акустическом поле;

2) разработка эффективной звукоизоляции и звукопоглощения в отсеках и кабинах, что должно привести к снижению уровней звукового давления на шумообразующих частотах работы главного редуктора и струи выходящих газов двигателей;

3) разделение общего объема кабины легких вертолетов на кабину экипажа и пассажирский салон по примеру кабин средних вертолетов для улучшения условий работы членов экипажа и повышения безопасности полетов;

4) рациональная, с акустической точки зрения, компоновка мест в пассажирской кабине;

5) изменение конструкции лопастей НВ и профиля их концевой части;

6) исследование виброакустических особенностей фюзеляжа и разработка мероприятий по снижению вибраций, являющихся источниками акустических полей.

ОБОРУДОВАНИЕ

Ю.П. Арсенов, нач. отдела КВЗ, В.П. Жилин, инженер-конструктор