Как звуковой удар проходит в помещения через окна, выяснили в НИИ механики МГУ

Фото – Ольга Мерзлякова, «Научная Россия»

В НИИ механики МГУ провели исследование механизма передачи волны давления звукового удара внутрь помещений через оконные конструкции. С помощью построенной математической модели, валидированной по результатам натурных испытаний, удалось доказать, что звуковой удар проникает в помещение через микроперемещения оконного блока в оконном проеме.

Результаты опубликованы в журнале Q1 Applied Acoustics.

Звуковой удар остается одним из главных барьеров на пути к развитию сверхзвуковой гражданской авиации, так как при движении с большой сверхзвуковой скоростью неизбежно образуются ударные волны, достигающие поверхности земли и воспринимаемые как громкие и резкие хлопки. По этой причине при проектировании гражданских сверхзвуковых самолетов их внешняя геометрия формируется так, чтобы наиболее эффективно снизить интенсивность возникающих ударных волн. Однако если скорость полета достаточно большая, то полностью избавиться от звукового удара невозможно, в связи с чем важно изучить механизмы проникновения звукового удара в помещения, коммерческие постройки, транспорт с целью эффективной защиты от него.

«На первый взгляд, кажется, что падение волны давления на окно приводит к возбуждению его собственных колебаний, которые далее приводят в действие волны давления в помещении. Однако наши расчеты показали, что такой механизм давал бы слишком малые амплитуды давления и другой спектральный состав, чем наблюдается в реальных экспериментах. Оказалось, что основной механизм передачи волны звукового удара заключается в том, что весь оконный блок смещается в оконном проеме как единое целое, двигаясь, в некотором смысле, как монолитный поршень. Следовательно, эффективными способами экранирования звукового удара в помещениях является повышение жесткости и демпфирования заделки оконных блоков в оконном проеме вместо повышения жесткости самого оконного блока, которое является неэффективным», – прокомментировал заместитель директора НИИ механики МГУ Василий Веденеев.

Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и модернизации зданий, расположенных в зонах предполагаемых маршрутов будущей сверхзвуковой авиации.  

Информация предоставлена пресс-службой МГУ

Источник фото: Ольга Мерзлякова / «Научная Россия»