背景噪声修正舱内噪声测试数据的方法研究

扈西枝，张 振，杨铭铭

（上海飞机设计研究院 ，上海 201012）

        摘  要：民用飞机舱内噪声测试过程中，由于所研究的噪声受外部测试环境的影响，噪声测试时直接得到的测试数据常常存在误差，不能真实反映噪声大小，导致舱内噪声问题不能很好的解决，测试数据必须经过修正处理才能得到噪声真正大小值。如何进行数据的修正在测试过程中是很重要的一环，本文正是出于得到正确测试数据的目的，阐述了民用飞机舱内噪声测试数据修正的方法。

        关键词：民用飞机；噪声；测试；背景噪声；修正

1 引言

        随着社会的进步和航空工程的发展，安全性的问题得以解决，人们越来越注重民用飞机乘坐的舒适度。虽然影响民用飞机舱内舒适性的因素比较多，例如：舱内灯光的柔和度，光感度；座椅的的背部设计、高度设计、面料搭配。装饰板的颜色和造型，行李箱的高度及外形设计等等。对舱内的舒适度影响程度极高是噪声，舱内高的噪声不仅直接影响舱内的舒适性，还会对旅客的身体带来危害，引起旅客情绪上的烦躁，影响旅途质量。因此作为飞行器的设计人员，设计过程中，必须要限制舱内噪声的量级。

        要保证民用飞机舱内舒适性设计，首先要舱内噪声的测试，了解舱内噪声的频谱特性，解决民用飞机舱内 噪声对客舱声学环境的影响。

        在进行舱内噪声测试时，有一些情况下测试环境不太理想，即背景噪声不能满足测试要求，测试得到的数据不能保证精确性。而在当前测试时外界的环境我们又无力改变，只能在背景噪声不达标的情况下进行测试， 此种噪声测试情况下，为保证测试结果准确性，必须进行噪声测试数据的修正。

2 背景噪声相关

2.1 背景噪声

        民用飞机舱内背景噪声，英文名称：background noise of civil aircraft cabin 。也称为本底噪声，是指在发生、检查、测量、记录系统中与有用信号无关的一切干扰。在环境影响评价（EIA）中，背景噪声是指除研究对象以外所有噪声的总称。

2.2 背景噪声测试

        民用飞机舱内噪声测试时，背景噪声测试原理图， 见图1所示。

图 1  背景噪声的测试原理

        背景噪声测试所用传声器是由丹麦 Brüel & Kjær公司生产的4192 型高精度噪声测试传声器，此测试产品的测试精度比较高，且产品质量保证，在噪声测试中得到测试数据准确。Brüel&Kjær4192 型噪声测试传声器见图 2。

图2  测试所用传声器

2.3 背景噪声修正

2.3.1 测试过程

        噪声测试过程最初，首先必须进行背景噪声的测试， 然后再按要求进行相应的正式噪声测试。背景噪声对噪声测试结果的准确性有影响，这时如果要保证噪声测试结果的准确，必须对噪声测试数据进行修订。

舱内噪声测试步骤：

a） 打开噪声测试的所有设备；

b） 进行测试系统的校准；

c） 试验前背景噪声测试；

d） 按测试要求的飞行状态进行舱内噪声测试； 

e） 飞行结束后，测试背景噪声；

f）  关闭测试系统（测试设备）.

在数据采集过程中需注意：

a） 通过分析在具代表性时段（至少30秒时间）记录得到的环境噪声，获得毎次飞行测试的检测前噪声的三分之一倍频程频谱；

b） 必须确保背景噪声采样代表了噪声测量期间的环境噪声；

c） 在采集环境噪声数据时，所有测试设备的增益和调节都应当与在噪声试验时的设置值相同，以确保测得的噪声具有代表性；

d） 如果噪声测量过程中需要多个增益设置，则应该对每设置单独采集环境噪声样本；

e） 噪声试验测试时，必须确保噪声试验测试采样频率与背景噪声测试采样频率一致；

f）  噪声测试试验后要再次进行背景噪声测试。 

2.3.2 测试数据有效性判定

        测试完成后进行噪声试验数据分析时，第一步要将正式噪声测试结果的三分之一倍频程声压级数据与试验前测试的背景噪声三分之一倍频程声压级对比，如果两组噪声数据相差大于3dB ，则表明背景噪声对测试结果的准确性影响不大，测试的数据比较准确，可以直接计算分析，用于问题的解决；如果两组测试数据的对比结 果小于3dB，则表明背景噪声较大，对噪声测试数据的准确度产生了影响，不可直接使用，必须对噪声测试数据进行修订，才能保证本次噪声测试结果的真实度和准确度。

3 测试数据修正

        舱内噪声测试数据修正时，有两种修正方法，公式计算法和参数修正法。

3.1 计算法

        利用背景噪声进行舱内噪声测试数据修正的计算方 法，是基于众多噪声测试与数据计算分析基础上总结得 到的工程经验分析方法。舱内噪声测试数据修正时，计

式中：

L(X)  —修正后的噪声测试数据声压值； 

L       —实际的噪声测试数据声压值；

L (B)  —背景噪声的测试数据声压值。

3.2 参数法

        利用背景噪声修正参数对舱内噪声的测试数据进行修正，舱内噪声修正参数见表1。此修正参数是基于工程测试经验的基础上总结得到的。

表 1  舱内噪声修正参数

4 结论

        民用飞机舱内噪声测试过程中，存在着各种影响因素，如何排除干扰，修正测试结果，保证测试数据的准确性和正确性，是民用飞机舱内噪声测试任务中需要长期研究的问题。

参考文献

[1] HB7123-1994《飞机内部噪声测量》；

[2] GB/T20248-2006《国家标准/飞行中飞机舱内声压级的测量》；

[3] GB/T3102.7 ，《声学的量和单位》；

[4]  吴九汇.  噪声分析与控制[M]，西安：西安交通大学出版社，2011:4.第1版；

[5]  王可，樊鹏.机械振动与噪声控制的理论、技术用方法，机械工业出版社，2015.01.第1版；

[6]  潘仲鄜，翟国庆.噪声控制技术，化学工业出版社，2010.03.第1版；