一組工程師正在努力解決與超音速軍用飛機在起飛和降落過程中相關的極高噪音問題。這些研究人員來自佛羅里達州立大學的 FAMU-FSU 工程學院和佛羅里達先進航空推進中心 (FCAAP)，他們確定了噪音反饋循環的精確機制，這些循環威脅著軍用飛機和人員在垂直降落時的安全。隨著軍事操作在噪音控制至關重要的狹小環境中擴大使用垂直降落噴射機，他們的研究可能為更安全的飛行操作鋪平道路。
短距離起飛與垂直降落（STOVL）噴射機，例如 F-35B Lightning II，能夠在沒有傳統跑道的情況下運行，這使它們具備了關鍵的戰略優勢。然而，當它們降落時，排氣束擊打地面並產生超過 140 分貝的共鳴聲波。在這樣的噪音水平下，聲學能量可能會使飛機結構疲勞，創造出危險的低壓區域，將飛機拉向地面，並可能對地面人員造成永久性聽力損傷或內臟傷害，即使穿戴了防護裝備。
為了解決這一問題，研究團隊對一架馬赫 1.5 的噴射機進行了實驗，重現了短距離起飛與垂直降落（STOVL）飛機面臨的條件。這項研究在 FCAAP 專用的 STOVL 設施中進行，該設施擁有最先進的流動診斷能力。結果澄清了排氣束擊打地面如何產生超過 140 分貝的共鳴聲波。研究小組負責人 Farrukh S. Alvi 教授在新聞稿中指出，只有微小一部分的噴射機能量轉化為聲音，但這小部分對安全影響重大。
在實驗中，團隊使用了流線成像技術和高速攝影機，實時可視化氣流擾動和聲波。麥克風則用於捕捉聲學數據。他們調整了噴射機的噴嘴壓力以及飛機與模擬降落表面之間的距離。當噪音達到峰值時，流擾動和返回的聲波進入了重複循環。以往的研究假設大規模擾動在噴射束中的速度主要控制噪音的音調，但這項新研究顯示情況並非如此。
根據研究的主要作者 Myungjun Song 的說法，團隊發現這些聲學駐波在確定音調方面更為重要，而擾動的大小和速度則決定了噪音的強度或音量。實驗結果顯示，令人驚訝的是，運動較慢的擾動會變大並產生更大聲的噪音。然而，觀察者聽到的頻率是由飛機和地面之間的靜態聲波決定的。區分這些因素——音調的駐波和幅度的擾動規模——可能使工程師能夠更好地預測模型中的共鳴頻率。
在研究中，團隊還提供了對重新設計 STOVL 飛機噴嘴、降落平台和操作程序的實用建議。通過打破或調諧反饋循環，設計者可以減少 F-35B 的結構壓力並降低維護人員的風險。這項研究已發表在《流體力學期刊》中。
