個(gè)頭碩大的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，噪音卻并不是很大，為什么？

當(dāng)飛機(jī)停靠在遠(yuǎn)機(jī)位，我們需要乘坐擺渡車登機(jī)時(shí)，機(jī)翼下那個(gè)碩大的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)總是會(huì)引起我們的注意，那么你有沒有想過這樣一個(gè)問題，這么大的發(fā)動(dòng)機(jī)，所產(chǎn)生的噪音卻與它的個(gè)頭并不匹配，這是為什么呢？

其實(shí)，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音原本是配得上它的個(gè)頭的，只是隨著低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)被高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)所取代，噪音才降了下來。想要知道噪音是怎么被降下來的，就先要知道原本的噪音是怎么產(chǎn)生的。在低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，壓氣機(jī)定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)對(duì)內(nèi)部流動(dòng)的空氣制造壓力波。

什么是壓力波呢？壓力波就是聲波，也就是噪音本身。

為什么低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的壓力波如此巨大呢？這是因?yàn)橄胍尠l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大的效率，就必須要控制好空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的方向和角度，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的第一級(jí)壓氣機(jī)前面安裝有一個(gè)特定角度的固定葉片，名為“入口導(dǎo)向葉片”。空氣通過入口導(dǎo)向葉片進(jìn)入到壓氣機(jī)中之中，轉(zhuǎn)子葉片就能實(shí)現(xiàn)最佳攻角，從而達(dá)到最大效率。

但這同時(shí)也帶來了一個(gè)問題。

原本平滑的空氣通過入口導(dǎo)向葉片之后會(huì)被撕碎，在經(jīng)過壓氣機(jī)之后形成巨大的脈沖波，而脈沖波甚至上也是一種壓力波，巨大的脈沖波的另一個(gè)叫法就是巨大的噪音。這還只是低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的一個(gè)來源，除此之外還有另一個(gè)來源，它就是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣。空氣從前方進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，在經(jīng)過了壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪機(jī)之后，原本寒冷的空氣會(huì)變得非常熾熱，溫度大概在400℃左右。

當(dāng)這些高溫氣體被以極高的速度從發(fā)動(dòng)機(jī)的尾部噴出之后，會(huì)與周圍的冷空氣遭遇。

溫度的本質(zhì)就是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)速度，高溫空氣分子的運(yùn)動(dòng)速度快，而低溫空氣分子的運(yùn)動(dòng)速度慢，兩種空氣相遇之后，分子間會(huì)發(fā)生劇烈的碰撞，這種碰撞就造成了對(duì)氣流的剪切作用，于是壓力波又產(chǎn)生了。可不要小看這股由氣流剪切作用所產(chǎn)生的噪音，它可是非常巨大的，甚至比發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的噪音還要大。在高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)還沒有出現(xiàn)之前，為了消除這股噪音，一些飛機(jī)生產(chǎn)商曾經(jīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的尾部加裝過消音器。

為什么高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)之后，噪音一下就降下去了呢？

高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)與低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，前面同樣存在著一個(gè)特定角度的固定葉片，也就是前面提到的入口導(dǎo)向葉片，但在這個(gè)入口導(dǎo)向葉片的前面，還裝有一個(gè)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的大葉片，正是因?yàn)橛辛诉@個(gè)葉片的存在，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流動(dòng)方式發(fā)生了巨大的改變，既能夠保證效率，又不會(huì)產(chǎn)生過大的脈沖波，噪音自然就低了。

另一方面，高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)前面的大風(fēng)扇還有另一個(gè)作用。

進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣并不會(huì)全都進(jìn)入核心加熱，這個(gè)大風(fēng)扇可以讓那些沒有經(jīng)過核心加熱的空氣從旁路通過，之后這些從旁路通過的低溫空氣會(huì)與從中心通過的高溫空氣混合，然后再一起噴出。這樣一來，最終噴出的氣體溫度就大大降低了，于是因?yàn)闅饬骷羟凶饔枚a(chǎn)生的排氣噪音也就自然下降了。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部和外部的噪音都大幅下降，所以高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)就比低涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)安靜多了。