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降低戰機噪音 美軍民合作開發新型發動機噴嘴

（綜合報導）為了解決飛機發動機噪音過大的問題，美國海軍研究實驗室與辛辛那提大學合作，共同研發新型發動機噴嘴，透過小幅改裝即可將飛機噪音降低 5-8 分貝，有望改善機場附近噪音問題，並降低航空母艦或空軍基地人員的聽力損傷問題。
由辛辛那提大學（University of Cincinnati）工程及應用科學系名譽教授 Ephraim Gutmark 領導的研究團隊，與海軍實驗研究室（Naval Research Laboratary）共同為 F/A-18 戰機開發新型發動機噴嘴，在實驗室中成功以 1/28 尺寸的奇異公司 GE-F404 型發動機進行實驗，將噪音降低了 5-8 分貝。
5-8 分貝看起來似乎不多，但由於分貝是以對數計算（logarithmic scale），每減少 3 分貝在聽覺上就有減少近一半的感受，因此這項新噴嘴設計，可將 F/A-18 戰鬥機的噪音降低 2-3 倍。
研究團隊使用新型材質，在噴嘴四周設計了一圈如鯊魚牙齒般的三角錐形結構，這項簡單的設計，卻可以改變發動機的噴流結構，搭配新型材質能夠大幅降低噪音分貝，且不會影響發動機的性能表現。
「實驗成果相當顯著」，Gutmark 教授表示，以航空發動機廠商來說，任何新設計只要能比舊款降低半分貝，就已是相當大的進展，而我們這次測試卻一舉降低了 5-8 分貝，而且若能夠在軍用發動機上取得成功，表示其他所有商用渦輪扇發動機，都可透過這項小修改，達到降噪效果。
對於美軍來說，由美國國防部環境研究計畫（DoD Environmental Research Program）出面資助，目的是為了減少每年空軍基地、航空母艦及海軍航空站的地勤人員，產生聽力受損的案例。
根據美國退伍軍人部統計，有超過 260 萬名退役軍人有聽力受損的問題，每年需要花十億美元進行補償和醫療照護，佔了退伍軍人部每年身心障礙照護預算的 15%，因此這項發動機降噪噴嘴計畫，長期下來對於減少官兵聽力損害和後續照護費用有重大幫助。
此外，降低發動機噪音，也有助於將低戰機機體聲荷載（Acoustic Loading），延緩機身出現金屬疲勞的速度，對於延長戰機機體壽命也有明顯效果。
海軍和辛辛那提大學團隊目前正在準備進行全尺寸 GE-F404 發動機的實驗室測試，若成功之後，海軍實驗研究室將會在馬里蘭州帕圖森河海軍航空站（Naval Air Station Patuxent River），以改裝後的 F/A-18 進行飛行測試，以期盡快將這項改良型噴嘴普及到全軍機隊。
此外，在降低客機噪音方面，國際航空界的主流思路還是依靠飛機發動機技術的改進。英美聯合科研小組也將繼續這方面的研究。不過，該項目最引人注目之處在於，他們將大規模地改變機身的整體設計。英美科學家在超靜客機的研製方面，已經有了一些初步而大膽的想法。首先，他們考慮要把飛機的發動機置於飛機機身的上端。現在，客機的發動機一般都安放在機翼以下。這種大手術無疑需要對整個機身進行全新設計。其次，這個科研小組還將對起落架進行改進。飛機著陸前由於要打開起落架，噪音也會隨之增加。因此他們希望盡可能推遲放下飛機起落架的時間。最後則是渦輪風扇發動機的高分流率問題。飛機發動機上加裝半徑較大的風扇，可以降低噪音、提高效率。但在新機型的設計中，這也構成了嚴重的組裝和安裝障礙。超靜客機並不是科學家們的第一次嘗試，一些在降低噪音方面大大改進的客機正在研製中，它們可能不像未來的超靜客機那樣神奇，但至少也是一個進步。

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