小型通用飛機(jī)噪聲試飛測(cè)量與測(cè)試系統(tǒng)

摘 要：當(dāng)前通用飛機(jī)研制發(fā)展迅速，通用飛機(jī)應(yīng)用范圍廣，具有良好的發(fā)展勢(shì)頭，噪聲試飛是取證過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)此，本文簡(jiǎn)單介紹小型通用飛機(jī)的噪聲試飛測(cè)量與測(cè)試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：通用飛機(jī);噪聲試飛;測(cè)量與測(cè)試系統(tǒng)

噪聲試飛試驗(yàn)需要在地面起飛噪聲測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行噪聲測(cè)量的同時(shí)，同步進(jìn)行飛機(jī)飛行狀態(tài)、地面氣象、飛行航跡等測(cè)試。地面噪聲測(cè)量點(diǎn)的位置需要采用與飛行航跡測(cè)試原理相同的方法在試驗(yàn)前完成測(cè)量。其中，噪聲由噪聲測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，地面氣象采用地面氣象測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，飛機(jī)飛行狀態(tài)測(cè)試由機(jī)載飛行狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，飛行航跡和噪聲測(cè)量點(diǎn)位置由飛行航跡與測(cè)量點(diǎn)位置測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

主要測(cè)試設(shè)備包括：

1）噪聲測(cè)量系統(tǒng);

2）地面氣象測(cè)量系統(tǒng);

3）飛行航跡與測(cè)量點(diǎn)位置測(cè)量系統(tǒng);

4）機(jī)載飛行狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng);

5）飛行參數(shù)遙測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)。

一、噪聲測(cè)量系統(tǒng)

系統(tǒng)由傳聲器單元、傳聲器倒置裝置（金屬板、倒置支架、風(fēng)罩等）、多通道采集記錄和分析系統(tǒng)、1/3倍頻程譜分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信單元、活塞發(fā)聲器（聲校準(zhǔn)設(shè)施）以及線纜組成。

噪聲測(cè)量傳聲器單元由傳聲器和4前置放大器組成，配有防風(fēng)罩等;通道現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)使用活塞發(fā)生器;記錄、回放和分析系統(tǒng)使用多通道采集記錄和分析系統(tǒng);1/3倍頻程譜分析系統(tǒng)進(jìn)行噪聲信號(hào)的1/3倍頻程、A聲級(jí)分析。多通道采集記錄和分析系統(tǒng)可進(jìn)行粉紅噪聲校準(zhǔn)。

傳聲器倒置安裝，其薄膜平行于一個(gè)涂白漆金屬圓盤(pán)，在其上方7 mm（傳聲器感壓?jiǎn)卧睆降囊话耄?。圓盤(pán)直徑40 cm，至少厚2.5 mm，圓盤(pán)表面涂白色油漆。圓盤(pán)與測(cè)量點(diǎn)地面平行放置，上表面與地面平齊，圓盤(pán)下方不能有空隙。傳聲器倒置安裝在與飛機(jī)飛行航跡地面投影線垂直的垂線上，從圓盤(pán)中心向遠(yuǎn)離飛行航跡地面投影的外側(cè)3/4圓盤(pán)半徑處。其它噪聲測(cè)試設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集記錄設(shè)備、分析設(shè)備、校準(zhǔn)設(shè)施等布置在距離飛越綜述測(cè)量點(diǎn)不少于20m的噪聲測(cè)量站處，以保證儀器設(shè)備和測(cè)試人員對(duì)噪聲測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。

二、地面氣象測(cè)量系統(tǒng)

氣象參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析由噪聲測(cè)試系統(tǒng)的多通道采集記錄和分析系統(tǒng)完成。其測(cè)試參數(shù)包括風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度和氣壓等。

氣象測(cè)量設(shè)施布置在飛越噪聲測(cè)量點(diǎn)附近，距離測(cè)量點(diǎn)不少于20m，避免測(cè)試設(shè)備和測(cè)試人員對(duì)噪聲測(cè)量產(chǎn)生影響。同時(shí)，為了更好地得到噪聲測(cè)試環(huán)境的氣象條件和試驗(yàn)中實(shí)時(shí)觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)，氣象測(cè)試設(shè)施布置在距離噪聲測(cè)量點(diǎn)約20m～100m范圍內(nèi)，氣象傳感單元的離地高度為8m。

三、飛行航跡與測(cè)量點(diǎn)位置測(cè)量系統(tǒng)

飛行航跡與測(cè)量點(diǎn)位置測(cè)量系統(tǒng)采用差分GPS位置測(cè)量系統(tǒng)。其由GPS天線、機(jī)載測(cè)試設(shè)施（參數(shù)采集記錄可采用機(jī)載飛行狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)）、地面差分站和手持式定位裝置組成。飛行航跡與測(cè)量點(diǎn)位置測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)GPS天線接收GPS信號(hào)，由機(jī)載測(cè)試設(shè)施記錄飛機(jī)的經(jīng)度、緯度、高度等信息，并通過(guò)地面差分站獲取的機(jī)載位置信息進(jìn)行差分運(yùn)算，得到差分后的高精度經(jīng)度、緯度、高度等信息。

四、機(jī)載飛行狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)

機(jī)載天線安裝在機(jī)身背部平坦寬闊區(qū)域，周?chē)鷳?yīng)無(wú)信號(hào)障礙物。測(cè)試改裝完成后，應(yīng)標(biāo)定機(jī)載天線在機(jī)體坐標(biāo)系中的位置，作為飛行航跡計(jì)算的參考點(diǎn)。機(jī)載測(cè)試設(shè)施（參數(shù)采集記錄可采用機(jī)載飛行狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)）安裝在飛機(jī)艙內(nèi)，安裝應(yīng)牢固，便于維護(hù)、檢查以及數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的插拔。地面差分站布置在機(jī)場(chǎng)內(nèi)信號(hào)無(wú)遮擋的空曠區(qū)域，進(jìn)行差分定位基準(zhǔn)測(cè)量。地面差分站附近應(yīng)具有辦公空間，便于每個(gè)飛行架次后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行差分計(jì)算處理。

五、飛行參數(shù)遙測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)

關(guān)鍵飛機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)和飛行航跡參數(shù)采用遙測(cè)監(jiān)控方艙實(shí)時(shí)監(jiān)控，用于進(jìn)行飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性判定以及進(jìn)行試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控、指揮。飛行參數(shù)遙測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)停放在機(jī)場(chǎng)空曠區(qū)域，保證在飛行試驗(yàn)期間遙測(cè)信號(hào)無(wú)遮擋，通信正常，并且便于與噪聲測(cè)量點(diǎn)、控制站之間的通信聯(lián)絡(luò)。另外，飛行參數(shù)遙測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)遠(yuǎn)離噪聲測(cè)量點(diǎn)和飛機(jī)飛行航跡下方，減少對(duì)飛機(jī)噪聲測(cè)量產(chǎn)生影響。

實(shí)時(shí)監(jiān)控參數(shù)應(yīng)包括：飛行高度、飛行速度、螺旋槳轉(zhuǎn)速、起落架位置、飛機(jī)姿態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)功率參量、多面位置等。并可以在試驗(yàn)點(diǎn)執(zhí)行結(jié)束后回放飛機(jī)飛越噪聲測(cè)量點(diǎn)時(shí)的上述監(jiān)控參數(shù)曲線。

六、試驗(yàn)場(chǎng)地

試驗(yàn)的噪聲測(cè)量場(chǎng)地與噪聲測(cè)量點(diǎn)為核心進(jìn)行建設(shè)。如果采用航跡切入法，噪聲測(cè)量點(diǎn)僅設(shè)置一處，且不必嚴(yán)格選擇在跑道中心延長(zhǎng)線上且距離起飛滑跑點(diǎn)2500m的位置，可以在跑道延長(zhǎng)線上根據(jù)機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況選擇。噪聲測(cè)量點(diǎn)選擇的原則是：噪聲測(cè)量場(chǎng)地應(yīng)選擇在機(jī)場(chǎng)內(nèi)的平坦區(qū)域，沒(méi)有吸聲特性較強(qiáng)的茂密、高大的雜草、灌木或樹(shù)木，若有，應(yīng)在場(chǎng)地建設(shè)時(shí)去除。在噪聲測(cè)量點(diǎn)上空，在半角為75°的錐形空間內(nèi)（軸線垂直于測(cè)量點(diǎn)地面），不得有障礙物。

噪聲測(cè)量點(diǎn)應(yīng)是土質(zhì)地面，建設(shè)測(cè)量點(diǎn)平臺(tái)。在半徑15m-20m圓周范圍內(nèi)除去地面附著物，將地面平整，土壤壓實(shí)，地表不能有明顯不統(tǒng)一或間斷，不能有積水、積雪和其它除測(cè)量設(shè)備外的附著物。噪聲測(cè)量點(diǎn)建設(shè)完成，需要進(jìn)行持續(xù)維護(hù)，以防異常氣象破壞、積水、地面出現(xiàn)顯著不平、地面植被過(guò)高等，保證在試驗(yàn)期間地面條件的一致性。氣象測(cè)量點(diǎn)地面建設(shè)參照噪聲測(cè)量點(diǎn)的要求，但對(duì)地面沒(méi)有平整、壓實(shí)要求。噪聲測(cè)量站點(diǎn)布置在噪聲測(cè)量點(diǎn)附近，不能明顯影響噪聲測(cè)量和飛行。其余設(shè)施的場(chǎng)地?zé)o特殊技術(shù)要求?？刂普?、遙測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)施、地面GPS差分站等應(yīng)盡可能布置在機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)或指揮部外的空曠區(qū)域，在試驗(yàn)全程信號(hào)無(wú)遮擋，通信正常。

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作者簡(jiǎn)介：張志超（1986.06-），男（漢族），本科學(xué)士，主要從事通用飛機(jī)試飛。1B0ECD9F-1D5E-469B-95EC-D0152AA8982B