7. Метод прямого расчета уровней звука нпкг „Зоря-Машпроект”

В последнее время, особенно в истекшем десятилетии, везде в мире, в том числе и в НПП «Машпроект», уделялось пристальное и возрастающее внимание защите от воздушного шума как на военных, так и, в первую очередь, на гражданских объектах. И сегодня нормы шумности подвержены тенденции ужесточения, средства защиты от шума совершенствуются.

Между тем выполняемые на данном этапе инженерные акустические расчеты, достаточно хорошо обоснованные с теоретической стороны, во многих встречающихся в практике случаях позволяют составить лишь приблизительное представление об ожидаемых уровнях шума. Это объясняется, с одной стороны, погрешностями схематизации и собственно расчета ограждений, включая и методические неточности, и с другой, - недостаточной достоверностью исходных данных по уровням излучаемой звуковой мощности, а также по коэффициентам звукопоглощения различных материалов и конструкций и звукоизоляции отдельных элементов ограждений (например, звукопоглощающих облицовок или сплошных металлических листов в силу значительного влияния характера оребрения последних), о чем свидетельствует сопоставление справочных данных из многих источников.

Наряду с этим следует отметить, что несложные в принципе инженерные акустические расчеты нередко весьма трудоемки и ввиду необходимости задания большого объема исходных данных неудобны для выполнения на ЭВМ. Подобное сочетание относительно невысокой уверенности в результатах с громоздкими ручными вычислениями оправдывает использование упрощенных, более коротких и часто более надежных способов.

Вышесказанное в полной мере, если не в первую очередь, относится к расчетному определению ожидаемого уровня звука, излучаемого через многослойные кожухи газотурбинных двигателей – ГТД . Максимальное измеренное в оговоренных точках значение этого уровня, отражающее воздействие на человека воздушного шума, является для кожухов, а также глушителей шума одним из основных показателей эффективности и приемочным (интегральным) критерием.

В существующих справочных пособиях и руководствах по защите от шума, акустический расчет кожухов рекомендуется выполнять с использованием коэффициента звукопоглощения внутренней поверхности кожуха, корректировкой найденных через эвукоизоляцию ограждения октавных уровней звукового давления по шкале А шумомера и суммированием последних для определения уровня звука, дБА, как при вычислении общего уровня звукового давления, дБ, согласно соотношению , гдеn =9 – число учитываемых октав. Указанный основной способ расчета при кажущейся простоте связан с известными осложнениями, в особенности при определении звукоизоляции многослойных кожухов, что затрудняет его использование в практических расчетах.

Предлагается принципиально другой подход: кожух (контейнер) ГТД или другой машины рассматривается как помещение относительно небольшого объема, что представляется не менее корректным и позволяет не прибегать к реверберационному коэффициенту звукопоглощения в октавных полосах частот, значения которого часто недостаточно достоверны или вообще отсутствуют. Это дало возможность применить метод непосредственного определения уровней звука, названный ориентировочным. Таким образом удается избежать вычисления октавных уровней, т.е. сократить объем работы.

Упомянутый метод переработан применительно к кожухам с рядом существенных уточнений и добавлений, учитывающих специфику кожухов и многослойных ограждений. Сравнение расчетов с экспериментальными данными показали весьма хорошую сходимость. Поэтому предлагается именовать разработанный метод расчета прямым расчетом кожухов (по уровням звука) или прямым расчетом уровней звука, излучаемых из многослойных кожухов. По существу, предложен феноменологический подход к расчету кожухов.

Под многослойными ограждениями понимаются конструкции с числом слоев – металлических листов или плит иного вида больше 1. Однако рекомендации по расчету звукоизоляции кожухов традиционными непрямыми методами относятся к преградам с одной или двумя стенками; в них отсутствует упоминание о кожухах, составленных из трех слоев (стенок), получивших распространение в последнее время (например, в кожухах ГТД чешской фирмы «Грайф-акустика»). Учет дополнительной изоляции звукопоглощающими материалами в имеющихся методах расчета может содержать ошибку в октавных полосах частот около 10 дБ и более, как это видно из сопоставления данных. Прямой расчет позволяет экстраполировать оценку изоляции звука двумя стенками на случай любого их количества. В прямом расчете уровня звука значения возможных ошибок снижаются.

На первом этапе разработки методики прямого расчета многослойных кожухов был выполнен тщательный анализ возможности применения к контейнерам ГТД ориентировочного метода определения уровней звука, включавший сопоставление результатов прямого и подробного пооктавного расчета. Он позволил выявить необходимые изменения упомянутого исходного метода. При этом имелось в виду обеспечить погрешность конечных результатов не более 3-4 дБА.

На примере трех контейнеров ГТД разного конструктивного исполнения выполнена проверка эффективности и надежности данной методики акустического расчета кожухов сопоставлением расчетных значений и результатов измерений на действующих объектах.

Предлагаемая методика должна повышать надежность результатов; наглядность и сокращенный объем вычислений облегчает подбор структуры элементов ограждения в процессе проектирования и выбора кожухов.[8]