NASA Langley Research Center原文：A review of variable-impedance acoustic liner concepts developed at NASA
背景介绍
声学衬垫是被动装置，通常安装在飞机进气口和尾部旁通管道的壁上，以吸收涡扇产生的噪音。单自由度（SDOF）和双自由度（2DOF）穿孔蜂窝衬里（见图1）自20世纪50年代初以来已用于商用飞机[1]。SDOF衬垫通常是出色的窄带吸声材料，而2DOF衬垫提供了更高的宽带吸声性能，但却降低了单频噪声吸收能力。用于表征声衬层的关键参数是声阻抗。当前高旁通比商用飞机发动机机舱辐射的噪声由强宽带噪声谱和显著的单频噪音成分组成。该单频噪音通常在叶片通道频率（和谐波）处，由于旁通比增大，涡扇直径增大，因此叶片通道频率可能处于低频。为了满足航空发动机型号的降噪设计要求，需要专门设计用于低频和宽带降噪的声学衬垫材料。导读
本文介绍了在美国宇航局兰利研究中心（NASA Langley Research Center）试验台上获得的结果，该试验台使用了阻抗随衬垫表面变化的声学衬垫。这些衬垫通常设计用于在较宽的频率范围内实现显著的吸声，但也可以设计为在选定频率下实现更高的吸声。本文简要回顾了一些可变阻抗概念。第一种是传统双层衬里的改进版本，其中嵌入的隔膜位置和流动阻力与相邻堆芯室不同。有两种概念采用不同长度的芯室，一种是弯曲的芯室，以允许在有限的体积内进行包装，另一种是共用进气口，以减少表面孔隙度。最后一个概念采用穿孔面板，其中孔径和孔隙率在衬里表面上变化。NASA掠流阻抗管中获得的数据用于证明这些概念的能力。还提出了阻抗预测模型，以与这些测量数据进行比较。
创新研究
NASA兰利研究中心的衬垫物理团队探索了许多衬垫概念，其阻抗在衬垫表面上是不同的。根据具体设计特征，这些衬里可以调整为针对其中一种或两种情况。本文介绍了四种可变阻抗声衬概念的预测和测量结果。介绍了阻抗预测模型，然后讨论了四个可变阻抗声学衬垫概念，并总结了本研究的主要贡献。
图4：多自由度堆芯的预测（蓝线）和测量（红圈）吸声系数的比较图6：预测和测量的吸收系数的比较。测量的弯曲和直腔结果（无面板）分别用绿色圆圈和红色虚线表示。预测结果（假设直腔配置）用蓝色线（无面板）和橙色虚线（带面板）表示。图10：在120 dB（蓝色实线）和140 dB（红色虚线）的声级下测量可变面板衬垫的吸声系数
总结
本文介绍了美国宇航局兰利研究中心研究的四种可变阻抗声衬概念的预测和测量结果。这些声衬概念中的每一个都可以设计为在较宽的频率范围内实现吸声，也可以在选定的频率下进行调谐以增加吸声。这些概念包括传统双层衬里的改进版本、两种类型的可变深度衬里和可变面板衬里。在掠流阻抗管中获得的数据用于证明这些概念的能力。
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