背景噪聲修正艙內(nèi)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)的方法研究

扈西枝，張 振，楊銘銘

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 ，上海 201012）

        摘  要：民用飛機(jī)艙內(nèi)噪聲測(cè)試過(guò)程中，由于所研究的噪聲受外部測(cè)試環(huán)境的影響，噪聲測(cè)試時(shí)直接得到的測(cè)試數(shù)據(jù)常常存在誤差，不能真實(shí)反映噪聲大小，導(dǎo)致艙內(nèi)噪聲問(wèn)題不能很好的解決，測(cè)試數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)修正處理才能得到噪聲真正大小值。如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的修正在測(cè)試過(guò)程中是很重要的一環(huán)，本文正是出于得到正確測(cè)試數(shù)據(jù)的目的，闡述了民用飛機(jī)艙內(nèi)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)修正的方法。

        關(guān)鍵詞：民用飛機(jī)；噪聲；測(cè)試；背景噪聲；修正

1 引言

        隨著社會(huì)的進(jìn)步和航空工程的發(fā)展，安全性的問(wèn)題得以解決，人們?cè)絹?lái)越注重民用飛機(jī)乘坐的舒適度。雖然影響民用飛機(jī)艙內(nèi)舒適性的因素比較多，例如：艙內(nèi)燈光的柔和度，光感度；座椅的的背部設(shè)計(jì)、高度設(shè)計(jì)、面料搭配。裝飾板的顏色和造型，行李箱的高度及外形設(shè)計(jì)等等。對(duì)艙內(nèi)的舒適度影響程度極高是噪聲，艙內(nèi)高的噪聲不僅直接影響艙內(nèi)的舒適性，還會(huì)對(duì)旅客的身體帶來(lái)危害，引起旅客情緒上的煩躁，影響旅途質(zhì)量。因此作為飛行器的設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要限制艙內(nèi)噪聲的量級(jí)。

        要保證民用飛機(jī)艙內(nèi)舒適性設(shè)計(jì)，首先要艙內(nèi)噪聲的測(cè)試，了解艙內(nèi)噪聲的頻譜特性，解決民用飛機(jī)艙內(nèi) 噪聲對(duì)客艙聲學(xué)環(huán)境的影響。

        在進(jìn)行艙內(nèi)噪聲測(cè)試時(shí)，有一些情況下測(cè)試環(huán)境不太理想，即背景噪聲不能滿足測(cè)試要求，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)不能保證精確性。而在當(dāng)前測(cè)試時(shí)外界的環(huán)境我們又無(wú)力改變，只能在背景噪聲不達(dá)標(biāo)的情況下進(jìn)行測(cè)試， 此種噪聲測(cè)試情況下，為保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，必須進(jìn)行噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)的修正。

2 背景噪聲相關(guān)

2.1 背景噪聲

        民用飛機(jī)艙內(nèi)背景噪聲，英文名稱：background noise of civil aircraft cabin 。也稱為本底噪聲，是指在發(fā)生、檢查、測(cè)量、記錄系統(tǒng)中與有用信號(hào)無(wú)關(guān)的一切干擾。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)（EIA）中，背景噪聲是指除研究對(duì)象以外所有噪聲的總稱。

2.2 背景噪聲測(cè)試

        民用飛機(jī)艙內(nèi)噪聲測(cè)試時(shí)，背景噪聲測(cè)試原理圖， 見(jiàn)圖1所示。

圖 1  背景噪聲的測(cè)試原理

        背景噪聲測(cè)試所用傳聲器是由丹麥 Brüel & Kj?r公司生產(chǎn)的4192 型高精度噪聲測(cè)試傳聲器，此測(cè)試產(chǎn)品的測(cè)試精度比較高，且產(chǎn)品質(zhì)量保證，在噪聲測(cè)試中得到測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。Brüel&Kj?r4192 型噪聲測(cè)試傳聲器見(jiàn)圖 2。

圖2  測(cè)試所用傳聲器

2.3 背景噪聲修正

2.3.1 測(cè)試過(guò)程

        噪聲測(cè)試過(guò)程最初，首先必須進(jìn)行背景噪聲的測(cè)試， 然后再按要求進(jìn)行相應(yīng)的正式噪聲測(cè)試。背景噪聲對(duì)噪聲測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性有影響，這時(shí)如果要保證噪聲測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確，必須對(duì)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行修訂。

艙內(nèi)噪聲測(cè)試步驟：

a） 打開(kāi)噪聲測(cè)試的所有設(shè)備；

b） 進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)；

c） 試驗(yàn)前背景噪聲測(cè)試；

d） 按測(cè)試要求的飛行狀態(tài)進(jìn)行艙內(nèi)噪聲測(cè)試； 

e） 飛行結(jié)束后，測(cè)試背景噪聲；

f）  關(guān)閉測(cè)試系統(tǒng)（測(cè)試設(shè)備）.

在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中需注意：

a） 通過(guò)分析在具代表性時(shí)段（至少30秒時(shí)間）記錄得到的環(huán)境噪聲，獲得毎次飛行測(cè)試的檢測(cè)前噪聲的三分之一倍頻程頻譜；

b） 必須確保背景噪聲采樣代表了噪聲測(cè)量期間的環(huán)境噪聲；

c） 在采集環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)時(shí)，所有測(cè)試設(shè)備的增益和調(diào)節(jié)都應(yīng)當(dāng)與在噪聲試驗(yàn)時(shí)的設(shè)置值相同，以確保測(cè)得的噪聲具有代表性；

d） 如果噪聲測(cè)量過(guò)程中需要多個(gè)增益設(shè)置，則應(yīng)該對(duì)每設(shè)置單獨(dú)采集環(huán)境噪聲樣本；

e） 噪聲試驗(yàn)測(cè)試時(shí)，必須確保噪聲試驗(yàn)測(cè)試采樣頻率與背景噪聲測(cè)試采樣頻率一致；

f）  噪聲測(cè)試試驗(yàn)后要再次進(jìn)行背景噪聲測(cè)試。 

2.3.2 測(cè)試數(shù)據(jù)有效性判定

        測(cè)試完成后進(jìn)行噪聲試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時(shí)，第一步要將正式噪聲測(cè)試結(jié)果的三分之一倍頻程聲壓級(jí)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)前測(cè)試的背景噪聲三分之一倍頻程聲壓級(jí)對(duì)比，如果兩組噪聲數(shù)據(jù)相差大于3dB ，則表明背景噪聲對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性影響不大，測(cè)試的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，可以直接計(jì)算分析，用于問(wèn)題的解決；如果兩組測(cè)試數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié) 果小于3dB，則表明背景噪聲較大，對(duì)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度產(chǎn)生了影響，不可直接使用，必須對(duì)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行修訂，才能保證本次噪聲測(cè)試結(jié)果的真實(shí)度和準(zhǔn)確度。

3 測(cè)試數(shù)據(jù)修正

        艙內(nèi)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)修正時(shí)，有兩種修正方法，公式計(jì)算法和參數(shù)修正法。

3.1 計(jì)算法

        利用背景噪聲進(jìn)行艙內(nèi)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)修正的計(jì)算方 法，是基于眾多噪聲測(cè)試與數(shù)據(jù)計(jì)算分析基礎(chǔ)上總結(jié)得 到的工程經(jīng)驗(yàn)分析方法。艙內(nèi)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)修正時(shí)，計(jì)

式中：

L(X)  —修正后的噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)聲壓值； 

L       —實(shí)際的噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)聲壓值；

L (B)  —背景噪聲的測(cè)試數(shù)據(jù)聲壓值。

3.2 參數(shù)法

        利用背景噪聲修正參數(shù)對(duì)艙內(nèi)噪聲的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，艙內(nèi)噪聲修正參數(shù)見(jiàn)表1。此修正參數(shù)是基于工程測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)得到的。

表 1  艙內(nèi)噪聲修正參數(shù)

4 結(jié)論

        民用飛機(jī)艙內(nèi)噪聲測(cè)試過(guò)程中，存在著各種影響因素，如何排除干擾，修正測(cè)試結(jié)果，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和正確性，是民用飛機(jī)艙內(nèi)噪聲測(cè)試任務(wù)中需要長(zhǎng)期研究的問(wèn)題。

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