Airbus, базирующаяся в Тулузе, Франция, является глобальной компанией с проектными и производственными мощностямиво Франции, Германии, Великобритании и Испании. Сотрудничество между различными организациями, входящими в состав Airbus, восходит к 1920-м годам. Его первый самолет A300B, представленный на авиасалоне в Париже в 1969 году, был первым в мире широкофюзеляжным двухдвигательным двигателем. Он мог с комфортом перевозить 226 пассажиров.

Тридцать с лишним лет спустя в эксплуатацию вступит А380 — самый широкий коммерческий авиалайнер на сегодняшний день, рассчитанный на 525 пассажиров. Это еще одно свидетельство приверженности Airbus инновациям и интеллектуальному дизайну. Поэтому компания Airbus обратилась к Brüel & Kjær за разработкой преобразователя, который они неизменно могли бы использовать для измерения звукового давления в ограниченном пространстве во время летных испытаний и там, где установка заподлицо обычных комбинаций микрофон/предусилитель была бы невозможна или вызывала бы нежелательные побочные эффекты.

После нескольких прототипов, каждый из которых был тщательно протестирован Airbus, родился поверхностный микрофон типа 4948 — плоский, небольшой, прочный, точный и стабильный микрофон, разработанный специально для аэрокосмических приложений и способный работать до 165 дБ. Проверочные испытания показали, что микрофон может выдерживать все требования, предъявляемые к преобразователям, установленным снаружи самолета во время полета, включая, помимо прочего, противообледенительные моющие средства, турбулентность, град, дождь, высокие уровни g, диапазон температур от –50°C до 100˚C, крейсерская высота 30 000 футов, скорость 0,8 Маха.

Верный своему обязательству, Airbus продолжает использовать наземный микрофон в своей программе летных испытаний — спустя годы после его разработки.

 

Летные испытания

Летные испытания проходят на полигоне Airbus в Тулузе. Именно здесь различные исследовательские и конструкторские лаборатории компании представляют прототипы для проверки конструкции и эксплуатационных характеристик самолетов. Отдельные группы разработчиков определяют критерии испытаний, в том числе место размещения тестовых датчиков. Затем инженеры-испытатели в Тулузе определяют методы и параметры испытаний, а также типы используемых датчиков.

 

Поверхностные микрофоны, установленные на крыле Airbus для летных испытаний
Вверху и внизу: Поверхностные микрофоны, установленные на крыле Airbus для летных испытаний.
 

Для контроля тысяч конструктивных параметров Airbus имеет более 15 000 преобразователей различных типов: акустических, вибрационных и т. д. Их акустические преобразователи используются для различных приложений, включая внутренний и внешний шум. Имеющиеся в наличии около 200 поверхностных микрофонов благодаря своей надежности, динамическому диапазону и гибкости монтажа подходят для анализа акустической усталости.

Акустический анализ усталости исследует свойства материала компонента на наличие слабых мест под воздействием акустической нагрузки. Результаты помогают разработчикам выбрать подходящие материалы и определить жизненный цикл отдельных компонентов для обеспечения безопасности самолета. На площадке в Тулузе всегда есть одна модель для каждого семейства самолетов для проведения регулярных испытаний на акустическую усталость.

 

Испытательная установка

Для проверки на акустическую усталость поверхностные микрофоны монтируются на поверхности конструкции, в том числе в местах, которые ранее считались невозможными из-за формы, доступности или проблем с безопасностью. Даже топливные баки и поверхности других чувствительных компонентов можно измерять, не подвергая опасности персонал и не рискуя потерять компонент, поскольку для установки микрофона не требуется сверления отверстий. Для изогнутых поверхностей, таких как передняя кромка, инженеры вставляют микрофон в специальную «перчатку», которая соответствует изогнутой форме, а затем закрепляют «перчатку» с помощью промышленного клея. В модели A380 во время испытаний на акустическую усталость снаружи устанавливается не менее 60 поверхностных микрофонов. Ультраплоская конструкция микрофона и аэродинамическое крепление сводят к минимуму влияние на воздушный поток и, следовательно, на измерение.

 

Кабели фиксируются металлической лентой и подключаются к регистратору данных или другому устройству сбора данных.

 

Кабели фиксируются металлической лентой и подсоединяются к регистратору данных или другому устройству сбора данных. Затем самолет поднимается на максимальную высоту (40 000 футов), где температура воздуха может опускаться до –55°C. Во время полета измерения уровня шума проводятся на основе звукового давления на поверхность конструкции. При необходимости для сравнения также выполняются эталонные измерения внутри салона. Данные либо записываются для последующего изучения, либо обрабатываются в режиме реального времени с помощью телеметрии. Типичная частота шума составляет около 6 кГц.

Если требуются измерения внутри самолета, например, в кабине, конфигурации испытаний можно легко изменить в полете и провести новые измерения без посадки, что экономит время – для некоторых испытаний до нескольких недель работы. Группа за пределами испытательной лаборатории занимается фактическим анализом данных, исследуя, по большей части, пики в измерении.

 

Точность и качество

Чтобы обеспечить точность измерений, все поверхностные микрофоны калибруются по чувствительности и частотным характеристикам в лаборатории перед установкой, а затем проверяются с помощью поршневого телефона после установки. После летных испытаний микрофоны возвращаются в лабораторию для дополнительной проверки калибровки. Эта процедура обеспечивает инженеров-испытателей проверкой точности измерений и сводит к минимуму стоимость ошибок из-за ошибочных или неточных измерений.
С самого начала решения Airbus по проектированию, испытаниям, звуко- и виброизоляции всегда принимаются с учетом удовлетворенности клиентов, а также ожиданий рынка и компании.

 

По материалам НВК.