4.3.2. Снижение шума компрессора

Одним из эффективных методов борьбы с шумом компрессора реактивного двигателя является снижение шума в самом источнике. Это может быть достигнуто снижением окружной скорости, изменением осевого зазора между входным направляющим аппаратом (ВНА) и рабочим колесом (РК), изменением геометрии и угла прохождения лопатки, соотношения числа лопаток ротора и статора, ламинаризацией обтекания и другими методами.

Увеличение осевого зазора на величину до одной длины хорды лопаток ВНА приводит к снижению уровня звукового давления составляющей основного тона на 10 дБ.

Лопатки изолированного ротора образуют дискретные тона, обусловленные распространением возмущений поля давлений: при сверхзвуковых скоростях лопаток эти возмущения могут усиливаться, образуя шум в широком диапазоне частот - от роторной до лопаточных частот, включая их гармоники при явном проявлении эффекта биения, который образует звук, напоминающий шум циркулярной пилы. Взаимодействие лопаток ротора с лопатками статора при их близком расположении вызывают циклические пульсации полей давлений и возбуждение дискретных тонов. Этот механизм можно ослабить с помощью увеличения осевого зазора между лопатками ротора и статора. При увеличенных осевых зазорах между лопатками ротора и статора возникают дискретные тона за счет взаимодействия вихревых следов с неподвижными лопатками и циклического изменения подъемной силы профилей лопаток. При дальнейшем увеличении зазоров пульсации давлений снижаются.

Поскольку на уровень дискретных гармоник вентилятора существенное влияние оказывает толщина следа, целесообразно применять лопатки ВНА с малой толщиной профиля. Снижение уровня шума при изменении размера следа в пять раз составляет 3 - 5 дБ. Ослабить вихревые следы, следовательно, тональный шум можно также вдувом воздуха в след через заднюю кромку лопаток ВНА, отсосом пограничного слоя с поверхности лопаток, специальным профилированием задней кромки по высоте лопатки и т.д. Эти способы одновременно приводят к снижению широкополосного шума вентилятора. Регулированием угла наклона лопаток статора относительно лопаток ротора можно достичь уменьшения суммарной силы, действующей на лопатку, что также приводит к уменьшению шума.

На величину до 10 дБ можно снизить уровень дискретной составляющей в результате выбора оптимального соотношения числа лопаток ротора и статора. На основе упрощенной теории разработано правило выбора чисел лопаток соседних венцов, согласно которому число лопаток НА должно более чем в два раза превышать число лопаток РК.