非洲空運-解密新舟700：新舟700飛機噪聲控制設計
【編者按】新舟700飛機，是新舟系列渦槳支線飛機的最新產品，定位于承擔800公里以內中等運量市場的區域航空運輸業務，能夠適應高原高溫地區的復雜飛行環境和短距頻繁起降。據最新消息，新舟700飛機預計于2020年1月總裝下線。作為我國完全自主研發的新一代支線渦槳飛機，新舟700依托的關鍵性技術有哪些？又實現了哪些重大的突破和創新？11月22日起，民航資源網將推出系列報道，解密新舟700背后的“硬核技術”。
新舟700是中國航空工業集團正在研制的渦槳支線客機，是我國繼續拓展渦槳支線飛機市場、提升渦槳支線飛機制造水平和市場競爭力的重要機型，是一款獨立于現有50座級新舟60飛機平臺、全新打造的先進70座級渦槳支線飛機。
使新舟700成為一款環境友好、客艙安靜的飛機，是適航規章和環境保護標準的要求，也是積極應對國內外市場競爭、補齊短板、維護聲譽的需要。此外，由于適航規章和環境保護標準對飛機噪聲的限制日趨嚴格，更低的噪聲水平也會為新舟700未來系列化發展提供生存空間。
螺旋槳推進的渦槳支線客機，其主要聲源及特性與渦扇客機存在明顯差異，所采用的噪聲控制關鍵技術也是針對螺旋槳噪聲的特點研發。相對于采用消聲短艙、客艙空間更大的渦扇飛機，渦槳支線飛機在噪聲控制方面通常會多付出一定比例的重量和成本。總體而言，與渦扇客機相比，渦槳支線飛機由于動力裝置推力相對較小，外場噪聲水平更低；巡航速度相對較低，客艙外表面湍流邊界層引起的噪聲也低于渦扇飛機；客艙內部除受螺旋槳影響區域外，噪聲相對較低。降低螺旋槳噪聲對客艙的影響，是渦槳支線客機噪聲控制設計的核心工作之一。為此，發展了螺旋槳同步定相、調諧動力吸振器、主動噪聲/振動控制等設計技術，使渦槳支線客機艙內噪聲水平可以達到甚至優于渦扇客機。在實際設計中，確定客艙噪聲設計目標，這需要根據現有技術和市場水平、航程、乘客主觀感受、重量、性能、成本、可靠性和維修性等因素進行綜合與平衡，而不能一味追求噪聲級最低。
新舟700噪聲控制設計是基于國內外現有成熟技術開展的一項設計實踐，具有設計指標先進、多專業協同、國際化合作的特點。
開展前期關鍵技術研究
新舟700是國內首次在全新研制的渦槳支線飛機中全面、系統地開展噪聲控制設計。對設計團隊來說，無論是經驗還是技術，都是一項挑戰。
總設計師系統未雨綢繆，在內部立項早期即組建振動噪聲專業，專門負責振動和噪聲總體設計，目的是改變以往設計責任分散、需求不明確、改進低效的不利局面，力爭實現自頂向下的正向設計。另外，由同一團隊負責振動和噪聲設計，在艙內噪聲控制設計時能夠更全面考慮、權衡和綜合各種技術途徑。
開展新舟700前期研究，并將噪聲控制列入關鍵技術攻關項目。在前期研究中，與航空工業強度所、西北工業大學、中國民航大學等專業團隊合作，開展多領域、多專業聯合攻關。研究內容包括：渦槳支線飛機噪聲源生成機理、預計方法和控制技術；適航規章和環境保護標準要求及修訂趨勢；飛機聲學設計指標論證和噪聲測試；渦槳支線飛機艙內噪聲控制、發動機減振安裝、主動噪聲控制等技術的調研和應用研究。
前期關鍵技術研究為新舟700順利立項創造了有利條件。通過前期研究，建立了飛機噪聲控制設計基礎能力，為后續研制工作提供了技術保障。在前期研究推動下，新舟700概念設計階段噪聲控制設計進展順利，在噪聲頂層設計要求制定、動力裝置選型、發動機減振安裝設計、聲學材料選型等方面實現了多專業協同設計，使噪聲控制設計融入到新舟700飛機的主設計流程當中。
自頂向下協同設計
新舟700基于SAE4754A和需求工程，定義了“基于需求的研發流程”。系統工程“雙V”模型和需求管理平臺的應用，為噪聲控制實現自頂向下協同設計提供了有力的支撐。
新舟700飛機針對主要噪聲源所采取的噪聲預測、優化/控制、驗證等技術手段，涉及聲學、飛機總體設計、結構動力學、空氣動力學、飛行力學、振動噪聲控制和主動噪聲控制等學科（領域）的設計、試驗技術，包含了大量的研究、計算和試驗工作。實際設計過程中還需要反復迭代。離開系統工程方法和需求管理工具的支持，難以實施噪聲控制的正向設計，實現噪聲控制設計流程與飛機主設計流程的融合。以往經驗表明，如果沒有正向設計這一前提作為支持，飛機設計完成后再開展降噪設計，成本巨大，效果有限。
飛機噪聲總體設計指標論證
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