军用飞机舱内噪声标准及测量方法研究进展

王栋杰 毛宏宇 赵玉莹 董智明

（中国人民解放军93208 部队，北京100070）

1 引言

为了确保军用飞机巡航的安全性，提高机组人员的工作效率，需要对军用飞机的驾驶舱噪声进行一定的限制。为此，国内外都提出了有关军用飞机舱内噪声标准。这些标准针对飞机在不同状态下的驾驶舱噪声进行了限定，飞机承制单位都按照标准要求进行飞机的噪声设计，同时也反向推动噪声标准在实践应用中不断完善。目前，对于军用飞机噪声标准及基于A 计权的声压级测量方法尚缺乏系统性梳理，基于这一目的，本文对国内外军用飞机舱内噪声标准进行梳理总结，并对相关的测量方法进行介绍。

2 国内外军用飞机舱内噪声标准

2.1 国外军用飞机舱内噪声标准

国外针对军用飞机较早提出舱内噪声设计标准的是美国，早在1956年美国就提出了军用装备舱内噪声限值标准MIL-A-8806，并在1966年对此标准进行了更新，形成MIL-A-8806A，新标准规定了最大连续功率下的最大可接受噪声级（例如，频率带宽90Hz～180Hz，中心频率125Hz 时的最大可接受噪声级为111dB）、正常巡航功率条件下的噪声级（例如，频率带宽90Hz～180Hz，中心频率125Hz 时的最大可接受噪声级为104dB）、短时间噪声暴露情况下的噪声级（例如，频率带宽90Hz～180Hz，中心频率125Hz 时的最大可接受噪声级为118dB）、驾驶舱内的最大容许声压级和倍频程声压级、戴头盔并通过电子方式进行通信的飞机中的噪声级。标准中对每一类情况下的噪声等级在不同的频率带宽下进行具体的限制要求，并对辅助系统（Auxiliary system）以及特殊任务下的噪声要求进行了额外的说明。

MIL-STD-1474是美国国防部于1973年发布的噪声限制设计标准，其定义了军事系统允许产生的最大噪声水平以及测量的要求。1997年，更新为MIL-STD-1474D。MIL-STD-1474D 依据听力损伤风险，给出了一组设计标准。该标准确定了声学噪声极限，并规定了测试要求和测量技术，以确定是否符合指定的噪声极限。此外，该标准内还包括用于限制噪声暴露的三种不同类型的“噪声标准”：①听力损伤风险标准（DRC），指噪声暴露的各种描述性参数（例如声压级，暴露时间）与暂时性或永久性听力损失概率之间关系的综合陈述；②听力保护标准，指噪声暴露极限，如果超过该极限，则表明需要采取听力保护措施；③物料设计标准，为设备设计师和制造商提供了特定的噪声限制和要求，采购的材料不得超过要求的噪声限制。设计标准是基于对听力受损风险、语音清晰度、听觉检测、最新的降噪技术和法规而制定的。

2015年，MIL-STD-1474 进行了重大的更新，形成MIL-STD-1474E。相较于MIL-STD-1474D，新版本的可读性大幅提升，减少了有冲突的指导内容，并巩固了武器系统以及地面，空中和水上平台产生的稳态和脉冲噪声的通用要求。该版本规定了噪声极限，并规定了测试要求和测量程序，以确定是否符合标准描述的噪声极限，是一组设计标准。MIL-STD-1474E 规定了声压级限制和测量程序，语音清晰度和声学检测和识别的安全性；规定了军事系统产生的最大允许噪声级以及测量这些噪声级的测试要求。旨在解决在典型操作条件范围内以及系统的整个生命周期内发出的噪声水平，涵盖了军用车辆、飞机、轮船、通用设备、便携式庇护所的稳态噪声测试以及武器和爆炸物材料的脉冲噪声测试。

2.2 国内军用飞机舱内噪声标准

国内针对军用飞机舱内噪声的研究相对较晚，且缺少针对特定武器平台的具体噪声标准，目前舱内噪声主要受到GJB 50A、GJB 565A 以及GJB 1357这三个标准的共同规范。

1985年国内首次出版了《GJB 50 军事作业噪声容许限值》，该标准主要适用于脉冲噪声以外的军事作业噪声。该标准首次提出了每日连续暴露8小时、每日连续暴露不到8 小时、暴露于多个声级的噪声、暴露于含有窄带噪声或纯音成分的噪声等多种军事作业的噪声容许限值。同时，该标准提出在噪声超过容许限值的环境下工作的操作人员需佩戴护耳器，且给出了在使用单种护耳器、组合护耳器等情况下的噪声容许限值。

2011年出版的《GJB 50A 军事作业噪声容许限值》为GJB 50 的替换版本，修改了连续暴露8h的噪声限值、增加了非开放空间脉冲噪声听力保护限值、测量设备增加了积分声级计和个人声暴露计、增加了脉冲噪声测量；对暴露于含有窄带噪声或纯音成分噪声的情况，调整了等效连续声级容许限值，对非开放空间脉冲噪声峰值声压级容许限值做了限定；详细规定了稳态噪声测量和非稳态噪声测量的被测量，并对测量仪器、测量场地、被测设备状态、测量时的环境条件、测量位置、测点的选择、传声器的安放、测量人员和测量系统的校准均做了详细的要求，同时给出了测量方法和测量记录应包含的内容。

1988年出版的《GJB 565 歼（强）击机座舱噪声限值》提出了飞机座舱噪声限值，主要适用于歼击机、强击机座舱的设计。该标准对飞机地面试车（座舱盖关闭密封）时，在最大连续工作状态下的座舱内噪声级做了规定，并且描述了相应的倍频带声压级的限值。如果座舱内噪声含有纯音或者窄带噪声，其相应倍频带噪声限值降低5dB（A）。标准中规定飞机巡航时，操作人员须佩戴保护头盔（头盔的声衰减平均值最低为20dB），地面试车时工作人员应戴防护器（耳塞或耳罩等护耳器）。

2009年出版的《GJB 565A 歼（强）击机座舱噪声限值》为GJB 565 替换版本，规定了歼（强）击机座舱噪声限值、保护头盔声衰减值。飞行员所用通信中断在实际使用环境下的诊断押韵测试得分，与GJB 565 相比，新版的国军标提高了座舱噪声的限值要求，提高了保护头盔的声衰减值，并且规定了7 个主要中心频段的声衰减值，增加了歼（强）击机飞行员所戴保护头盔和氧气面罩诊断押韵测试的得分要求。标准将最大工作状态下地面试车时的座舱内噪声级的限值提高为106dB，并提出了相应倍频带声压级的限值；列举了戴保护头盔时不同倍频带中心频率对应的声衰减值，提出在本标准规定的座舱内噪声背景下，使用保护头盔和氧气面罩通信时诊断押韵测试的限值，同时给出了座舱噪声测量、保护头盔声衰减值测试和诊断押韵测试应遵循的标准。

1992年出版的《GJB 1357 飞机内的噪声级》是国内第一个针对飞机舱内噪声提出明确限值要求的军用标准，并一直应用到现在。该标准规定了各种军用飞机（含直升机）的驾驶舱（座舱）、乘员舱、特种设备操作仓等机上人员舱内最大容许噪声级，用来评价飞机内噪声对机上人员安全和通信的影响。该标准对测量噪声等级的工具性能、测量环境、测量时飞机的状态、测量位置、传声器的安装方向、测得信号的分析方法以及应参考的国家计量技术规范提出了要求。该标准结合我军装备管理模式，进一步提出飞机设计单位在飞机设计定型前应提供噪声测试报告，对声学分析、声学测试计划、飞行测试噪声级等内容做了详尽的规定，并以表格的形式给出了不同噪声级的日暴露容许时间、仅容许可靠对话的语言干扰级和语言干扰级标准。

3 舱内噪声测量的方法

在实现机舱噪声控制之前，首先要对飞机内的噪声进行测量，目前普遍采用由传声器、记录器、放大器、声压校准器和声级计构成的噪声测量系统实现舱内噪声的测量。

金业状等针对Y-12 飞机驾驶舱内噪声较高的问题，采用丹麦B＆K 公司的B＆K3560 型系统测量舱内声强数据，数据由B＆K7400 磁带机记录。声强数据采集后将频谱逐次回放到B＆K2313 型图形分析仪进行分析，发现了Y-12 飞机舱内声源主要分布在接近螺旋桨平面的位置。

王三平等针对直升机的噪声特性，将传声器测得的电信号记录在磁带机上，并结合基准环境的大气温度及湿度信息对噪声数据进行修正，实现了直升机噪声的测量。

布设传声器是实现飞机驾驶舱内噪声测量的常用方法，基于这一方法张荣、张洪涛、殷鹏等研究人员对不同型号飞机的舱内噪声进行深入的探索。张荣等研究了某型军用侦查机在爬升、巡航以及下滑三个阶段的舱内（雷达舱、设备舱、休息舱和通讯舱）噪声测量方法。根据爬升与巡航阶段的噪声比下滑阶段大的特点，在这两个阶段均进行了两次测量。通过传声器及前置放大器将测得的信号直接输入到信号频谱仪中做频谱分析。实验结果给出了多种飞行状态下各测量点的噪声声压级。对各舱特殊结构处的噪声（舱壁板辐射噪声、窗结构辐射噪声、舱壁板缝隙处噪声）做了测量和比较分析，给出了巡航状态下前工作舱、设备舱、休息舱和后工作舱的噪声级，以及舱内装饰板隔声吸声和减震安装的改进建议。张洪涛等对某大型飞机在巡航状态下的舱内噪声级进行了测量。测量系统主要包含传声器系统、数据采集设备、数据分析与显示设备和声校准器，在测点（客舱座位、过道和前后舱门）处固定传声器的方法实现噪声测量。殷鹏等在某型无人机舱内舱外都布置传声器，分别测量地效悬停、无地效悬停、爬升、平飞等多个飞行状态下的噪声数据，通过A 计权网络和倍频程声压级分析对噪声数据进行处理，实验结果表明：发动机和传动系统对舱内噪声的影响最大，且乘员舱比驾驶舱噪声水平更高。

秦浩明等针对飞机舱内噪声测试做了详细的归纳，规定了噪声测试要求的四个方面：噪声测试状态、舱内条件、测点分布及测试记录方式等，其中噪声测试状态包括地面开车舱内噪声测试和巡航舱内噪声测试，特殊情况下还可进行爬升、降落等状态的噪声测试；舱内条件从舱内设备、舱内人员等方面进行限定；测点分布明确要求应当选择足够的测点，以全面覆盖舱内噪声分布；测试记录方式包括声级计、磁带记录仪、测量分析仪等。

上述文献中均为对飞机舱内噪声的直接测量，而马瑞轩等发明了一种间接测量飞机舱内噪声的方法：通过制作等比例缩小的飞机模型，在模拟舱内将传声器等距阵列布设在球面上，分别检测布设六个传声器和十二个传声器时的舱内声压级和风洞背景噪声声压级，并将测得的模型数据转化成真实飞机舱内的噪声数据，实现了低成本、高精度的飞机舱内噪声测量。

4 结束语

近年来，我国军用飞机发展迅速，舱内噪声特性是评价飞机性能的主要参数之一。制定完善的飞机舱内噪声限值标准，对有效提升军用飞机性能及作战能力具有重要的意义。本文综述了国内外相关军用飞机舱内噪声的标准，并在基础上对飞机舱内噪声的测量方法进行归纳和总结，以期为我国军用飞机舱内噪声标准的完善以及噪声测试方法的优化提供参考。