據外媒報導，辛辛那提大學和美國海軍研究實驗室的航空航太工程師已經為F-18戰鬥機提出了一種新的發動機噴嘴設計，他們希望能在不妨礙性能的情況下抑制發動機的噪音。 俄亥俄州傑出學者Ephraim Gutmark教授和他在辛辛那提大學工程與應用科學學院的學生在他的航空聲學實驗室中設計並在1/28比例的噴氣發動機上測試了新噴嘴。

噴嘴的內部具有像一排鯊魚牙齒一樣的三角鰭，在辛辛那提大學實驗室的測試中大大降低了噴氣發動機的噪音。 該專案是辛辛那提大學、美國海軍研究實驗室和海軍帕塔克森特河航空站之間的合作。 今年秋天，NAVAIR將在美國海軍陸戰隊和海軍使用的戰術戰鬥機F-18″超級大黃蜂”上測試辛辛那提大學的設計和性能。

Gutmark說：”它們是簡單的附件，改變了從發動機出來的氣流的行為，對其性能影響很小。 ”

辛辛那提大學的實驗室測試表明，新的噴嘴可以將發動機噪音降低5到8分貝。 “那是非常重要的，”Gutmark說。 “通常情況下，發動機公司即使得到半分貝的改進也很高興，因為分貝代表對數尺度。”

辛辛那提大學的初步實驗室結果為減少商業和軍事航空中的噴氣機噪音帶來了希望。 辛辛那提大學和美國海軍申請了一項聯合專利。

Gutmark說：「如果該設計適用於這種發動機，那麼只要稍加修改就可以應用於任何其他發動機。 “該專案由美國國防部環境研究計劃的戰略環境研究和發展計劃資助。

根據美國退伍軍人事務部的數位，聽力損失和耳鳴是軍事殘疾索賠的主要原因，影響到260多萬前軍人。 退伍軍人事務部每年在聽力損失案件上花費超過10億美元，這佔每年向退伍軍人事務部提出的新殘疾索賠的15%。

噴氣機噪音尤其代表了軍事和商業航空的嚴重健康風險。 根據海軍研究諮詢委員會的說法，飛行甲板上的海軍人員暴露在超過150分貝的噪音中。

“在航空母艦上，當飛機起飛時，在飛行甲板上與飛行員一起工作的工作人員需要非常接近飛機。 由於航母上的跑道很短，他們必須用後燃機操作發動機，所以聲音非常大，”Gutmark說。

Gutmark說，噴氣機的聲音如此之大，以至於噪音和振動甚至可以影響到飛機本身–這種現象稱為聲載荷。 “通過抑制噪音，你在幫助機組人員的同時也説明了飛機本身的壽命，”Gutmark補充說。

辛辛那提大學已經與海軍研究實驗室和NAVAIR就該專案進行了兩年的合作。 海軍提供計算分析和飛機資訊以補充辛辛那提大學的設計和實驗工作。

Gutmark的多樣化研究包括發動機燃燒和推進技術，聲學，甚至生物醫學研究。 他在美國海軍的攻擊戰鬥機戰術教官專案中向飛行員傳授航空航太工程原理，這所學校是電影《壯志凌雲》的靈感來源。

“教他們很興奮，因為他們真的很感興趣，”Gutmark說。 “他們真的想知道更多關於當飛機做這個或那個時會發生什麼。 從瞭解飛機在飛行時的實際情況的人那裡得到反饋是一個特殊的機會。 “

Gutmark實驗室的學生在羅德斯廳的地下實驗室里與噴氣發動機一起工作時，戴著工業級的護耳裝置。 發動機被安裝在消聲室內的地面上，消聲室是一個旨在完全吸收聲波反射的房間。 學生們可以在室外遠端開啟噴氣式發動機，並使用一套感測器來測量和分析來自廢氣羽流的噪音。

“在我們的實驗室里，我們有四種不同的測量技術，包括通過聲學和光學測量的信號處理和激光設備，”辛辛那提大學博士生Aatresh Karnam說。 “像任何工程領域一樣，你必須適應多種技術，知道要捕捉什麼數據，如何處理它，以及如何解釋它。 這是一個困難的挑戰。 ”

一個敏感的麥克風陣列圍繞著室中的噴氣。 也許並不奇怪，噪音聽起來是不同的，這取決於一個人與噴流的相對位置。 Gutmark教授說：「這些噪音的每一個組成部分都在不同的方向上傳播。 傳聲器在噴氣周圍呈弧形分佈，因此我們可以檢測到向下游、上游或側面傳播的雜訊。 ”

辛辛那提大學的工程師們在冷的和加熱的噴氣機上測試他們全新的噴嘴設計，排氣溫度高達1100華氏度。 該噴氣機是總部位於辛辛那提的通用電氣航空公司製造的F-18的F404發動機的比例模型。 Karnam說：”實際噴氣機的後燃燒器的排氣溫度會更高。 ”

辛辛那提大學博士生Mohammad Saleem 說，今天的飛機比20年前的飛機更安靜。 商業和軍事航空在減少噪音方面都有強烈的公共和財政利益。 他說，即使是漸進式的改進也會產生深遠的影響。

“這些降噪技術對生活在空軍基地周圍的社區和在航空母艦上工作的人員極為有利，”Saleem說。

Saleem表示，他一直對航空航太工程感興趣。 但他很喜歡噴氣式發動機噪音這樣複雜的專案所帶來的挑戰。 他說：「我選擇辛辛那提大學是因為它在推進系統方面是一個強大的學校。 ”

但他承認，當他談到參與F-18超級大黃蜂專案時，他的朋友和家人都印象深刻。 “知道你在為戰鬥機工作，這是一種刺激。 有一個很酷的因素，”Saleem說。 “工程是關於解決問題的。 樂趣在於想出一個能工作的系統。 我認為這很令人滿意。 “