Вертолёт, 1999 № 02 - [10]
В области амплитудного спектра до 2500 Гц (см. рис. 3) характер акустического поля в кабине вертолета формируется механическим шумом, создаваемым главным редуктором, с максимальным значением амплитуды на частоте около 2300 Гц. Частоты дискретных составляющих механического шума главного редуктора соответствуют частоте соприкосновения зубьев шестерен редуктора. Для вертолета Ми-2 (см. табл.1) уровень звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 2000 Гц на 34 дБ превышает допустимые значения. В результате проведенных исследований было определено, что в кабинах легких вертолетов значения уровней звукового давления механического шума главного редуктора превышают аналогичные показатели в кабинах средних вертолетов и достигают 110 дБ, а влияние шума редуктора на формирование акустического поля в кабине вертолета расширено.
Рис. 1. Спектр шума в кабине легкого вертолета в диапазоне частот до 100 Гц
Рис. 2. Спектр шума в кабине легкого вертолета в диапазоне частот до 500 Гц
Рис. 3. Спектр шума в кабине легкого вертолета в диапазоне частот до 2500 Гц
Рис. 4. Превышение уровней звукового давления в кабинах экипажа и пассажирских кабинах легких и средних вертолетов относительно допустимого уровня по ГОСТ 12.1.003-83
На рис. 4 показаны соотношения уровней звукового давления на рабочих местах членов экипажа и пассажирских местах в кабинах средних и легких вертолетов. Учитывая степень влияния основных источников шума на формирование звукового поля в кабине вертолета, можно отметить, что уровни звукового давления на рабочих местах членов экипажа легких и средних вертолетов зависят от компоновки двигателей силовой установки и наличия перегородок между экипажем и пассажирами. Перегородки, отделяющие кабину экипажа средних вертолетов от пассажирского салона, значительно снижают влияние основных источников шума на членов экипажа. На легких же вертолетах экипаж и пассажиры находятся в объединенной кабине, и если двигатели силовой установки вертолета расположены в средней части фюзеляжа, то уровни звукового давления на пассажиров и экипаж мало отличаются друг от друга.
Наличие объединенной кабины на легких вертолетах приводит к тому, что даже на рабочих местах членов экипажа, находящихся в 2 метрах от места расположения главного редуктора, уровни звукового давления достигают 108 дБ, что значительно превышает (см. табл. 1) допустимые значения. Продолжительное влияние такого шума на здоровье и работоспособность экипажа и, как следствие, на безопасность полетов — это тема отдельного исследования, не затрагиваемого в нашей статье. Применение же на вертолете обратной компоновки силовой установки, при которой двигатели расположены позади главного редуктора, существенно снижает интенсивность звукового поля на рабочих местах членов экипажа относительно интенсивности звукового поля на пассажирских местах.
Анализ акустических характеристик в кабине Ми-2 показал, что во всех контрольных точках замкнутого объема кабины уровни звукового давления (см. табл. 1), измеренные по шкале А шумомера, не соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.003-83.
Из табл. 1 хорошо видно, что в области частот с границами от 22,4 до 45 Гц (первая октава со среднегеометрической частотой 31,5 Гц) шум, создаваемый лопастями НВ, всего на 3 дБ превышает санитарно-допустимые нормы, в то время как шум, источником которого является струя выходящих газов двигателей (в октавах со среднегеометрическими частотами 125, 250 и 500 Гц), превышает санитарные нормы на 22–26 дБ. Особенно высоки уровни звукового давления в октавах с границами частот в диапазонах от 90 до 355 Гц и от 1400 до 2800 Гц. В этой области акустическое поле формируется шумом, источниками которого являются струя выходящих газов двигателей и главный редуктор. И лишь в октаве со среднегеометрической частотой 8000 Гц уровни звукового давления соответствуют норме.
В мире для оценки шума используется семейство кривых предельных спектров (ПС), рекомендованное Международной организацией по стандартизации. При построении ПС используется принцип «равной» громкости. Спектр шума, подлежащий нормированию, характеризуется номером ближайшего ПС, лежащего выше его, при этом различные шумы, оцениваемые одним и тем же предельным спектром, считаются одинаково раздражающими. В нашей стране допустимые уровни звукового давления в кабинах вертолетов и на рабочих местах членов экипажа определяются предельным спектром ПС-75 (ГОСТ 12.1.003-83 с изменениями 1993 г.).
В ходе анализа результатов исследований была проведена оценка интенсивности шума в кабинах легких вертолетов по возможности речевой связи между пассажирами. Речевая связь, как известно, определяется уровнем помех речи (УПР), уровнем громкости голоса говорящего и расстоянием между собеседниками. Как отмечено на рис. 5, суммарный уровень шума в салоне вертолета более чем на 30 дБ превышает УПР. При имеющихся параметрах шумового поля общение между пассажирами затруднено, так как они вынуждены говорить очень громко или кричать непосредственно на ухо собеседнику.
Особенностью формирования акустического поля в кабинах легких вертолетов является повышенное влияние аэродинамического шума лопастей НВ в области частот до 100 Гц и струи выходящих газов двигателей в области частот до 500 Гц. Исследования показали также значительное влияние на формирование акустического поля в кабинах легких вертолетов на частотах до 2500 Гц механического шума главного редуктора. В кабинах средних вертолетов это влияние оказалось значительно меньшим.
