Российские учёные придумали, как сделать самолёты тише

В современном мире широко используются специальные микрофонные решётки для определения источников различного типа шума, в том числе в авиационной области. Авиационный шум — это сложная проблема, и авиапроизводители постоянно работают над улучшением методов его выявления и уменьшения. Для определения конкретных источников шума самолётов и их компонентов используются методы локализации с помощью микрофонных решёток. Учёные из Пермского Политеха разработали алгоритмы локализации для звуковых источников, которые имеют особую дипольную природу.

Исследование было проведено при поддержке Министерства образования и науки России в рамках программы «Рациональное недропользование». Подробности работы учёных можно найти в «Акустическом журнале».

Для эффективного сокращения шума необходима информация о распределении звуковых источников в пространстве и их силе. Один из способов получения такой информации — использование микрофонных решёток. Этот метод позволяет выявить источники шума на широком диапазоне частот путём синхронной записи и обработки звуковых сигналов. Обычно предполагается, что источники шума являются одиночными. Однако аэродинамические источники, такие как авиадвигатель, обычно имеют дипольную структуру.

Учёные из Пермского Политеха предложили новый подход, который позволяет адаптировать решётку к дипольным источникам шума. Они внесли изменения в алгоритмы, учитывающие направленность звуковых волн, и провели серию экспериментов в специальной акустической камере. Результаты исследования показали улучшение качества локализации при оптимальном размещении микрофонов.

Учёные разработали собственное программное и аппаратное обеспечение для визуализации источников шума. Они создали специальную регулируемую микрофонную антенну, которая позволяет изменять количество лучей и микрофонов, а также их положение. Обработка результатов проводилась с использованием программного пакета MathWorks MATLAB.

В результате исследования учёные обнаружили, что дипольно-настроенная антенна предоставляет более точную карту шума, чем антенна монопольного типа. Они отмечают повышение динамического диапазона до 2 децибел при сопоставимом разрешении. Эти результаты были представлены кандидатами технических наук из Пермского Политеха, Виктором Ершовым и Игорем Храмцовым, работающими в «Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа».