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航空装备噪声环境试验实施要点解析

【摘要】本文结合GJB150.17A–2009《军用装备实验室环境试验方法第17

部分噪声试验标准》，围绕噪声环境效应、噪声试验顺序、噪声试验程序、噪声

试验设备、振动响应控制等方面，就航空装备噪声试验实施要点进行解析。

【关键词】噪声环境效应、噪声试验顺序、噪声试验程序、噪声试验设备

一、引言

航空装备在自主飞行或挂载飞行过程中承受由于气动力“压力脉动”引起的

噪声环境。噪声环境作用于航空装备外壳并通过与外壳相连接的结构引起航空装

备内部设备的振动响应，是航空装备寿命期内的主要环境因素之一【1】。

严酷的噪声环境能导致航空装备结构疲劳破坏，这种破坏通常是先出现累积

损伤，然后出现裂纹，继而裂纹扩大，最后断裂。另外由于噪声在固体中传播衰

减很少，因此它还能够导致航空装备内部微电子器件的引线故障、印刷电路板破

裂、电触点断续工作、波导管与速调管失灵或损坏、光学元件失调和过量的电噪

声等，应在航空装备研制阶段开展噪声环境研制试验，以确定结构设计、选用的

器件和工艺对噪声环境的适应性。我国颁布的GJB150.17A–2009《军用装备实

验室环境试验方法第17部分：噪声试验》【2】规定了各类航空装备的噪声试验条

件和试验方法，本文将围绕噪声环境效应、噪声试验顺序、噪声试验程序、噪声

试验设备等方面，就航空装备噪声试验实施要点进行解析。

二、噪声环境效应

GJB150.17A–2009标准中列出了对装备暴露于噪声环境时可能出现的问题

的部分实例。美军标自MIL-STD-810F开始，列出的实例从以前的5个增加到了

10个，其中最明显的特征是实例中明确提到了“部件声疲劳和振动疲劳”。

噪声是一个“压力场”，对结构而言，还存在一个敏感度问题。如杆件或杆

系，在噪声场中显然不会出现值得重视的振动。而板、壳结构则不同。这是噪声

环境不同于其他力学环境的一个特点。

此处讲环境效应是指那些对噪声敏感的设备。而长时间暴露于噪声环境的设

备则可能出现如下故障：a)导线磨损；b)部件的声疲劳和振动疲劳；c)部件连接

导线断裂；d)印刷线路板开裂；e)波导部件失效；f)电触点断续工作；g)小型仪

表板和结构零件的破裂；h)光学失调；i)小颗粒脱落，可引起回路和机构卡死；

j)引起空气为介质的电容器电容的变化，导致设备性能超差或失效；k)使某些化

学电池的电压发生变化，即影响化学过程。

上述效应中，有些和“振动环境”引起的效应类似，但有一些(如j)条和k)

条)是目前振动试验中不会出现的效应。这是因为机械传递过程往往有衰减，特

别是对带有减振装置的设备衰减量更大。而噪声可以通过空气介质直接作用于声

敏感结构，从而产生很大的响应。噪声环境试验是否需要进行，主要依据为设备

对声是否敏感。如高密度比的设备，厚金属外壳包裹的设备，尤其是密封的浇铸

组件，就可以不必进行噪声试验。而对于那些没有把握或拿不准的产品，建议在

研制阶段进行，确定它对声是否敏感，即能否激起值得重视的振动响应。如果不

敏感，类似的设备就可以不必进行。否则应进行此项试验。利用噪声环境的效应，

可以对设备进行工艺筛选，发现和剔除早期故障。

三、噪声试验顺序

噪声环境试验与其他环境试验使用同一试验件时，需要确定噪声试验与其他

试验的先后顺序，原因是噪声试验放在另一个环境试验的前边和后边，对装备造

成的累积损伤不同。比如，铆接结构在噪声激励下可能出现铆钉松动现象，松动

的铆钉更易于腐蚀，此时先进行噪声环境试验对装备造成的累积损伤可能较大。

结构在高低温环境下可能引起结构变形、出现预应力等，在噪声激励下这些预应

力会作为平均应力，拉伸平均应力通常会降低结构的声疲劳寿命，此时，后进行

噪声环境试验对装备造成的累积损伤可能较大。

综合环境试验可能比一系列连续的单个试验更能代表实际环境效应。目前的

噪声综合试验设备能进行噪声-温度-振动-湿度综合环境试验。用同一个试件依

次进行所有相关环境试验时，先依据寿命期环境剖面确定各环境的作用顺序、量

级及作用时间，其次制定整体的环境试验谱及试验顺序。实施要点：对于承受噪

声与其他环境联合作用的装备，应优先考虑进行综合环境试验。若综合试验不可

行，用同一个试件依次进行所有相关环境试验时，这些环境试验的顺序应依据寿

命期环境剖面确定。

四、噪声试验程序

每个试验程