امکانات آزمایشی

8 دقیقه مطالعه

آماده سازی برای شبیه سازی های بعدی Moonwalk در حال انجام (و زیر آب)

تیم‌های تحقیقاتی در مرکز تحقیقات گلن ناسا آزمایش‌هایی را در تاسیسات کلاس جهانی انجام می‌دهند، مانند تونل باد کم‌سرعت 9 در 15 فوت (9 x 15 LSWT)، آزمایشگاه پیشرانه‌های هوا-آکوستیک (AAPL)، دکل صوتی جت داغ کوچک (SHJAR) و نوک‌آهنگ تحقیقاتی RigNA (SHJAR) توربوفن (DART) و آزمایشگاه تست آکوستیک (ATL).

تونل باد کم سرعت 9×15 (9×15 LSWT)

تونل باد با سرعت کم 9 در 15 فوت به طور ویژه طراحی شده است تا به محققان محیطی کنترل شده برای مطالعه آیرودینامیک و آکوستیک موتور هواپیما در شرایط برخاستن و فرود بدهد. این به ما کمک می کند تا صدا را در جوامع نزدیک فرودگاه ها کاهش دهیم. تغییرات عمده در سال 2019 برای بهبود جریان و کاهش صدای پس زمینه تونل تکمیل شد. یک میکروفون 5 سنسوری جدید به اندازه گیری صدای تولید شده توسط پیشرانه های آزمایشی مقیاس کمک می کند. اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت های LSWT 9 x 15 را در صفحه امکانات ما بخوانید.

تست راه اندازی فن پیشرانه مجرای پیشرفته (ADP) (نمای جانبی) در تونل باد کم سرعت 9×15.

ناسا

آزمایشگاه پیشرانه های آکوستیک (AAPL)

آزمایشگاه پیشرانه آکوستیک (AAPL) یک گنبد ژئودزیکی با شعاع 65 فوتی دو منظوره است که برای کاهش صدای جامعه و انجام تست‌های هواآکوستیک موتور هواپیما و اجزای موتور استفاده می‌شود. منطقه آزمایش در داخل گنبد را می توان به عنوان یک اتاق نیمه آنکوی یا آنکوئیک پیکربندی کرد. در طول آزمایش هیچ پژواکی در گنبد وجود ندارد زیرا 17000 گوه فایبرگلاس با ضخامت 2 فوت طراحی شده سفارشی بر روی سطح داخلی دیواره‌های گنبد نصب شده و برای جذب صدا و جلوگیری از انعکاس صدا روی زمین و اطراف دکل‌های آزمایشی قرار می‌گیرند.

هنگامی که AAPL در سال 1993 ساخته شد، اولین گنبد ژئودزیکی مستقل شناخته شده بود که شامل موادی برای کاهش انتقال صدا از طریق دیوارها و جذب صدا در داخل آن بود. AAPL در حال حاضر دارای دستگاه تست آکوستیک نازل (NATR)، دکل صوتی جت داغ کوچک (SHJAR) و توربوفن تحقیقاتی پیشرانه هوایی DGEN 380 (DART) است. اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت های AAPL را در صفحه امکانات ما بخوانید.

آزمایشگاه پیشرانه هوا-آکوستیک در مرکز تحقیقاتی ناسا گلن در کلیولند، یک اتاقک آنکوئیک است که برای اندازه‌گیری صدای موتورهای هواپیمای آزمایشی مانند DGEN 380 Aeropropulsion Research Turbofan (DART) که در اینجا نشان داده شده است، استفاده می‌شود.

ناسا / بریجت کاسول

دکل صوتی جت گرم کوچک (SHJAR)

SHJAR یکی از سه سکوی نصب شده در داخل گنبد anechoic آزمایشگاه پیشرانه Aeroacoustic است. می توان از آن برای آزمایش نازل های تک جریانی تا قطر 5 سانتی متر، ماخ 2.0 و 800 K استفاده کرد. SHJAR یک ابزار کلیدی برای اتصال نقاط بین هندسه نازل، جریان جت و نویز است. طرح‌های خلاقانه نازل‌ها با قیمتی ارزان برای این دکل ایجاد می‌شوند و تأثیر آن‌ها بر جریان و نویز با تکنیک‌های اندازه‌گیری پیشرو در جهان اندازه‌گیری می‌شود.

محققان ناسا گلن از SHJAR برای توسعه تکنیک‌های اندازه‌گیری جریان پیشرفته مانند پراکندگی رایلی، پراکندگی رامان، شلایرن دیجیتالی و سرعت‌سنجی تصویر ذرات بلادرنگ استفاده کرده‌اند. آرایه های میکروفون سه بعدی برای نقشه برداری از منابع نویز به کار گرفته شده اند. این تکنیک ها نوید باز کردن برخی از اسرار چگونگی ایجاد نویز توسط تلاطم ناشی از نازل را دارند. داده های این دکل برای اعتبارسنجی کدهای کامپیوتری که برای محاسبه نویز جت در حال توسعه هستند استفاده می شود. کدهای بهتر پیش بینی نویز به مهندسان کمک می کند تا نازل های ساکت تری طراحی کنند.

در میان بسیاری از اولین‌ها در تحقیقات جت آشفته تولید شده بر روی SHJAR، اندازه‌گیری‌های زمان‌بندی شده دمای آشفته اخیرا با استفاده از روش‌های نوری مبتنی بر رامان انجام شد و به اندازه‌گیری‌های فرکانس بالا از نوسانات دمایی ترمودینامیکی مورد نیاز برای تکمیل مدل‌های آشفتگی مورد استفاده در انتقال حرارت و همچنین نویز جت دست یافت. در سال 2006، محققان از اولین سرعت سنجی تصویر ذرات با تفکیک زمانی برای اندازه گیری همبستگی فضا-زمان سرعت های آشفته در جت های داغ، که یک کلید آماری جریان برای تولید نویز است، استفاده کردند.

سرعت سنجی تعیین شده با زمان نیز برای ترسیم سرعت های همرفت تلاطم، یکی دیگر از متریک های جریان مورد نیاز نظریه نویز جت، اما قبلا در جت های داغ در دسترس نبود، استفاده شد.

SHJAR نه تنها مکان مناسبی برای توسعه تکنیک‌های تشخیصی پیشرفته است، بلکه بستر آزمایشی خوبی برای بررسی مشکلات متعارف در نویز جت است، مانند اینکه چگونه نصب جت در هواپیما باعث تغییر نویز تولید شده توسط جت می‌شود. تعامل سطح جت، جایی که ستون جت با بال‌ها، فلپ‌ها و دم هواپیما تعامل می‌کند، به عنوان یک مکانیسم نویز اساسا متفاوت در آزمایش‌های SHJAR شناسایی شد.

بسیاری از این تکنیک‌های اندازه‌گیری پیشگامانه و بینش‌های عملی نویز که برای اولین بار در SHJAR نسبتا ساده ایجاد شده‌اند، در دستگاه تست آکوستیک نازل با وفاداری بالا (NATR) که در آزمایشگاه پیشرانه‌های آکوستیک هوا قرار دارد، مستقر شده‌اند. اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت های SHJAR را در صفحه امکانات ما بخوانید.

اندازه گیری همزمان جریان آشفته و آکوستیک میدان نزدیک در دکل صوتی جت داغ کوچک (SHJAR)

ناسا

دستگاه تست آکوستیک نازل (NATR)

دستگاه تست صوتی نازل (NATR)، یک تونل باد با جت آزاد، نقشی کلیدی در ارزیابی مفاهیم کاهش نویز جت ایفا می‌کند، به طوری که تنها امیدوارکننده‌ترین مفاهیم برای آزمایش‌های موتور در مقیاس کامل انتخاب می‌شوند. مدل های مقیاس نازل از موتورهای هواپیماهای نظامی و تجاری را می توان در NATR آزمایش کرد، که یکی از سه سکوی آزمایشی است که در آزمایشگاه پیشرانه هوا-آکوستیک ناسا Glenn قرار دارد. NATR می تواند شرایط پرواز و فرود را تا 0.35 ماخ شبیه سازی کند.

شبیه‌ساز موتور جت با حداکثر سه جریان هوا در فشارها و دماهای مختلف، جریان یک موتور توربوفن را برای ارزیابی مفاهیم پیشرفته نازل شبیه‌سازی می‌کند. قوس بالای سر میکروفون ها به طور همزمان نویز میدان دور را در تمام زوایا اندازه گیری می کند و امکان ترجمه دقیق اندازه گیری ها را به اندازه گیری های یک هواپیمای واقعی که بالای سر پرواز می کند را می دهد. NATR مهندسان را قادر می سازد تا تعدادی از مفاهیم کاهش نویز نازل را با کسری از هزینه و زمان مورد نیاز برای آزمایش موتور در مقیاس کامل ارزیابی کنند.

در طول تاریخ 30 ساله خود، NATR منشاء بسیاری از پیشرفت های مهم نویز جت بوده است. این مرکز که برای اولین بار برای پشتیبانی از آزمایش نویز جت برای برنامه تحقیقاتی با سرعت بالا در هواپیماهای تجاری مافوق صوت ساخته شد، میزبان برنامه های آزمایشی بسیاری به رهبری ناسا و صنعت بوده است. نازل های شورون که در هواپیماهای امروزی در حال پرواز هستند، برای اولین بار در طی یک کمپین آزمایشی به رهبری ناسا در سال 1997 "کشف" شدند. در طول سال ها صنعت از این دکل برای توسعه روش های پیش بینی نویز برای طراحی های کوتاه مدت استفاده کرده است.

ناسا مفاهیم کم صدا را برای موتورهایی که هنوز در دسترس نیستند، مانند موتورهایی با سیستم دو فن بررسی کرده است. آزمایش‌های اخیر صدایی را که احتمالا از هواپیماهای مسافربری مافوق صوت شنیده می‌شود اندازه‌گیری کرده‌اند و این خطر را کاهش می‌دهد که این هواپیماهای منحصربه‌فرد اجازه پرواز از فرودگاه‌های فعلی را نداشته باشند. این آزمایش‌ها همچنین به فناوری‌هایی برای کاهش سر و صدای آنها اشاره می‌کنند که به طراحان هواپیما اجازه می‌دهد هواپیما را کارآمدتر و از نظر محیطی قابل قبول‌تر کنند.

توانایی آزمایش نازل با پرواز بسیار مهم است، زیرا این تاثیر قوی بر سر و صدای تولید شده توسط سرعت نسبی جت و هوای اطراف دارد، و این یک ویژگی کلیدی است که اجازه می‌دهد اندازه‌گیری‌های نویز مستقیما به آنچه از یک هواپیمای واقعی که بالای سر پرواز می‌کند، تبدیل شود. اندازه بزرگ فضای آنکوئیک اطراف NATR نیز برای اندازه گیری میدان دور آکوستیک واقعی نازل جت حیاتی است.

NATR در آزمایشگاه پیشرانه هوا-آکوستیک یکی از معدود امکانات در جهان است که این اندازه‌گیری‌ها در آن امکان‌پذیر است، و تنها تأسیساتی است که هم تشخیص جریان و هم آکوستیک را می‌توان روی یک دکل انجام داد، که یک قابلیت کلیدی در درک رابطه بین جریان جت و نویز است. اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت های NATR را در صفحه امکانات ما بخوانید.

عکس های سخت افزاری از آزمایش نازل جت لیر 2018 در آزمایشگاه پیشرانه هوا-آکوستیک AAPL، دکل تست صوتی نازل، NATR

ناسا/ رامی داود

DGEN AeroPropulsion Research Turbofan (DART)

DGEN 380 جزء اصلی است که در توربوفن تحقیقاتی پیشرانه هوائی DGEN (DART) مرکز تحقیقات گلن ناسا ادغام شده است. این به عنوان یک بستر آزمایشی آزمایشی هواآکوستیک و عملکرد هوایی انعطاف‌پذیر، مرتبط عمل می‌کند و اطلاعات ارزشمندی را در سراسر فرآیند بلوغ فناوری ناسا برای انواع تحقیقات چند رشته‌ای که شامل نویز توربوفن، کنترل‌های موتور، اثرات نصب و فناوری‌های اندازه‌گیری می‌شود، ارائه می‌کند.

آزمایش‌های اخیر آگوست 2019 تکمیل شد تا درک بهتری از منابع صدای پیشرانه ایجاد شود تا بتوان روش‌های پیش‌بینی نویز توربوفن و تکنیک‌های کاهش نویز را بهبود بخشید. اندازه‌گیری‌های صوتی همزمان با استفاده از یک آرایه کاوشگر لوله‌ای بی‌نهایت در خروجی هسته-نازل در ارتباط با آرایه‌های میکروفون کناری و دورفیلد به دست آمد.

مجموعه داده‌های گسترده امکان استفاده از روش‌های پیشرفته جداسازی منبع و آرایه فازی را فراهم می‌کند تا نه تنها ساختار نویز هسته، بلکه ویژگی‌های انتشار سایر منابع نویز پیشرانه را نیز مشخص کند. اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت های DART را در صفحه امکانات ما بخوانید.

DGEN 380 AeroPropulsion Research Turbofan (DART) در آزمایشگاه پیشرانه هوا-آکوستیک.

ناسا

آزمایشگاه تست آکوستیک

آزمایشگاه تست صوتی در ناسا GRC برای پشتیبانی از اکتشافات فضایی انسانی و ماموریت های تحقیقاتی هوانوردی ناسا استفاده می شود. ATL یک محفظه آزمایش همه کاره است که می تواند به عنوان یک محفظه آنکوئیک یا نیمه آنکوئیک پیکربندی شود. مواد لاستیکی متراکم در دیوارها و سقف ATL صدا را از بیرون جذب یا منعکس می کند. گوه‌های فایبرگلاس عمیق 34 اینچی که دیوارها و کف را می‌پوشانند، برای جذب 99 درصد از صدای فرود بالای 100 هرتز طراحی شده‌اند که به ایجاد یک محیط ایده‌آل برای انجام اندازه‌گیری‌های صوتی کمک می‌کند.

یک اتاق کنترل جداگانه برای هرگونه تجهیزات یا افراد پر سر و صدا که برای انجام اندازه گیری ها مورد نیاز است، متصل شده است.

ATL برای تعیین کمیت انتشار نویز آزمایش‌های انجام‌شده در ایستگاه فضایی بین‌المللی، اندازه‌گیری منابع و سطوح نویز از موتورهای الکتریکی، کالیبره کردن تجهیزات میکروفون، اندازه‌گیری اثربخشی آسترهای صوتی برای مدل‌های موتور هواپیما و ارزیابی قرارگیری موتور روی بال برای کاهش صدای برخاستن و فرود استفاده شده است. آزمایشات اخیر در ATL همچنین شامل یک مدل مقیاس از ورودی موتور هواپیمای مافوق صوت و یک فن تهویه کابین فضاپیما است.

برای دریافت نسخه‌ای از گزارش‌های فنی ناسا مرتبط با تحقیقات در آزمایشگاه تست صوتی، لطفا به سرور گزارش‌های فنی ناسا (NTRS) مراجعه کنید.

مدل ورودی موتور مافوق صوت در آزمایشگاه تست آکوستیک

ناسا

تماس با ما

آیا باید برای اطلاعات بیشتر در مورد تحقیقات، نرم افزار یا داده های خود با ما تماس بگیرید؟ از طریق لینک زیر در تماس باشید.

ارسال یک ایمیل

به کاوش ادامه دهید

موضوعات مرتبط را کشف کنید

آزمایشگاه های گلن و امکانات تست

مرکز تحقیقات گلن ناسا در لوئیس فیلد در کلیولند و مرکز آزمایش نیل آرمسترانگ در سندوسکی، اوهایو، زمین خانه…

علم در هوا

انجام تجارت با گلن

علوم هواشناسی