使用NI LabVIEW软件和PXI硬件完成飞机喷流噪声测量

图1：带有参考麦克风的近场声全息和扫描测量系统

挑战：开发一个测量目前和下一代军事飞机的高幅值喷气噪声的便携式近场声全息（NAH）系统，以提供模型修正和对比，评估噪声控制设备性能以及预测地面维护人员的状况和社区受到的噪声影响。
解决方案：开发一个基于NI PXI动态信号采集（DSA）设备的高性价比的系统，该系统具有良好的便携性、灵活性、可扩展性和高精度等优势；通过增加数据采集通道数和移动麦克风阵列可扩大被测区域并缩短测量时间，同时将NAH的技术需求以及喷气噪声测量的环境条件和安全限制结合在一起。
 “利用LabVIEW软件的灵活性，我们能够定制监控与数据验证功能。”

为什么空军研究实验室需要测量喷气引擎噪声
军用喷气式飞机对地面维护人员和社区都带来高强度的噪声。因此，美国国防部投资开发高级建模工具用于噪声抑制技术和对社区噪声影响的研究。要让这些工具实现其所有功能，我们需要创新的测量与分析方法，对喷气噪声源区域进行特征采集。近场声全息系统（NAH）提供了最佳通用方法，测量强度、方向和频谱以及从喷口发出的噪声的空间分步。
空军研究实验室选择了蓝岭调研咨询公司（BRRC）开发创新的测量和分析方法，对喷气引擎中发出的噪声进行特征提取和映射。BRRC是一家声学工程咨询公司，专攻解决重要的噪声和振动挑战，其中包括声音和噪声源测量、通用与专用建模、音景和运输噪声可视化、室外警报系统设计以及旋转机器监视。BRRC与杨百翰大学（BYU）声学研究组合作开发了这一应用。

使用NAH的挑战
使用NAH进行大型喷流环境的特征处理和测量矩阵的开发给工作带来了多个技术和后勤难题。对军用喷气飞机的近场进行精确的特征提取要求我们能够记录声压高达170 dB、频率从5 Hz至30 kHz的声音。此外，测量需要涵盖整个喷流长度。NAH系统还必须是半便携式的，因为军用喷气飞机可以进行静态大功率引擎高速运转的的地点是有限的。
 
图2：一架F-22启动一架F-22飞机的燃烧器后，使用NAH进行地面引擎运转测量

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