宋明俊和法鲁克·阿尔维所在的研究团队,给F-35B降落时的震耳欲聋找到了答案。他们在《流体力学杂志》上发表的论文,彻底纠正了一个持续了数十年的认知错误,把驻波推到了噪音产生机制的核心位置。每当F-35B执行垂直降落,哪怕只是悬停片刻,都会产生高达140分贝的轰鸣声,这种声压连护耳装备都能穿透。过去人们一直以为这是气流速度决定的音调,其实真正的主宰是声学驻波。驻波是来回反射的声波叠加而成的静止状态,它就像吉他弦上的振动节点一样稳定存在。 佛罗里达先进航空推进中心和佛罗里达州立大学FAMU-FSU工程学院的研究人员在实验中发现,决定噪音频率的关键是飞机机体与地面形成的驻波。宋明俊把这个结论简化为“驻波决定音调,扰动大小决定响度”。他们在美国海军研究局、美国空军科学研究办公室以及美国国家科学基金会的资助下,通过调整超音速喷嘴的压力和距离来模拟F-35B在不同高度和功率下的降落工况。 纹影成像技术和高速摄像机让研究人员看到了气流扰动和声波的动态过程,高灵敏度麦克风同步记录下了声学数据。数据分析结果出乎所有人意料:扰动速度越慢,扰动团块反而越大,噪音也越响。这与直觉完全相反,但却是数据给出的明确答案。这项发现为工程改进打开了一扇新窗,工程师不再需要精确追踪复杂的气流扰动行为。 团队负责人法鲁克·阿尔维教授表示,他们已经在某些控制手段上取得了初步成功。只要在共振回路形成之前介入,就能让驻波无法稳定建立。针对F-35B这类正在扩大部署范围的战机,研究团队提出了重新设计喷嘴几何形状、优化甲板表面结构以及调整操作程序等具体建议。随着两栖攻击舰和未来近海作战平台对短距/垂直起降飞机的依赖加深,舱面作业环境中的噪声管理问题正变得越来越迫切。