ジェット エンジンの騒音レベルはどのようにテストされますか?

Aug 03, 2023

高感度センサーは騒音を 1 デシベルの何分の 1 まで測定できます。

試験は航空機エンジンの開発において不可欠な部分です。 ジェット エンジンは製造直後に包括的なテスト プログラムを受けます。 完成したエンジンの機能試験は、静的試験（エンジンが停止している状態）、定常運転試験、飛行試験の 3 段階で行われます。 これらのテストでは、油圧、電気、冷却を含むすべてのエンジン システムがチェックされます。

定常運転試験は、エンジンをスタンドに設置し、運転速度で運転して実施します。 これらのテストは通常​​、エンジン製造施設内またはその周囲にある大型風洞で行われます。 この間、エンジンの性能にとって重要なパラメータである騒音についてもテストされます。

今日の航空機 (およびエンジン) はかつてないほど静かです。 航空業界は、2050 年までに騒音を 50% 以上削減するという環境目標に向かって取り組んできました。これらの懸念とは別に、エンジンが静かであることは、機内の乗客や空港の近くに住む住民にとっても良いことです。 航空機騒音に関する非常に厳しい規制により、メーカーは試験中にエンジン騒音を正確に測定します。

球形のチャンバー内にエンジンを吊り下げるのではなく、無響設計のテストセルが使用されます。 無響テストセルは、音または電磁波の反射またはエコーを停止します。 これらはまた、多くの場合、周囲から入ってくるエネルギーから隔離されています。

これは、検出器がエコーのない直接音だけを聞くことを意味します。 このような環境でテストされたジェット エンジンは、屋外の自由フィールドでの実際の動作条件をシミュレートします。 テストセルには、さまざまな強力な換気および冷却システムが備えられています。

互換性のある音響ドア、音響窓、ウェッジなどが設置されています。 テストセルには、騒音を測定するためにエンジンの周囲に適切なダイナモメーターと高感度マイクも含まれています。 これらのマイクは、低出力から最大出力までのエンジン騒音の変化をデシベルの数分の一まで検出します。 音響も精巧に制御され、さまざまな速度でのエンジン性能と振動に関する正確で関連性の高いデータが抽出されます。

ジェット エンジンのテストに使用される電波暗室は、正確な測定に十分なほど高度なサイズとスケールを備えています。 機器から得られたデータは、ノイズの許容限度に対して分析されます。 メーカーはエンジンの最大騒音制限を維持するだけでなく、エンジンの性能を向上させるためにさらにそれを超えています。 騒音が少ないと環境負荷も低くなり、この組み合わせは顧客にとって大きなセールスポイントになります。

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横風が航空機の進行方向を横切って吹き、離陸と着陸が困難になる可能性があります。 極端な横風もファンブレードの振動や損傷の原因となる可能性があります。 ミシシッピ州のジョン C. ステニス宇宙センターにあるエンジン試験場では、模擬横風がエンジンに吹き付けられます。

この横風シミュレーションでは、最も強い突風に耐えるエンジンの能力を測定します。 ロールスロイスによると、

「エンジンの吸気口には巨大なゴルフボールのようなものが取り付けられており、地上の乱気流がエンジンの騒音に影響を与えないようになっています。」

エンジン騒音テストセルは、総周波数スペクトルとデシベルを測定するだけではありません。 また、複数の軸にわたる振動やたわみを測定して、動作条件をシミュレートすることもできます。

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ライター - オマールは航空愛好家であり、博士号を取得しています。 航空宇宙工学の博士号を取得。 オマール氏は長年にわたる技術および研究の経験を活かし、研究に基づいた航空実務に注力することを目指しています。 仕事とは別に、オマールは旅行、航空現場の訪問、飛行機の観察に情熱を持っています。 カナダのバンクーバーに拠点を置く