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“英亚体育app”直升机如何进行减振降噪:可设置桨叶减小桨尖涡强度

来源:英亚体育app   发布时间:2021-09-11 07:59nbsp;  点击量:

本文摘要:一、背景直升机的发展要比固定翼飞机晚的多,但是直升机既可以横向民航机、滑翔,又需要向给定方向飞行中,直升机有许多其他飞行器无法匹敌的优势,需要较好地到达车辆等其他机械和交通工具无法抵达的区域继续执行任务。从物资人员载运、战场投入,到救难救援、空中观光、航拍和物探、屏蔽与救火、警用警戒等,这种特有的飞行中能力使其在军事和民用领域获得了广泛应用。 二、直升机的振动与噪声源有哪些?

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一、背景直升机的发展要比固定翼飞机晚的多,但是直升机既可以横向民航机、滑翔,又需要向给定方向飞行中,直升机有许多其他飞行器无法匹敌的优势,需要较好地到达车辆等其他机械和交通工具无法抵达的区域继续执行任务。从物资人员载运、战场投入,到救难救援、空中观光、航拍和物探、屏蔽与救火、警用警戒等,这种特有的飞行中能力使其在军事和民用领域获得了广泛应用。

二、直升机的振动与噪声源有哪些?直升机的振动源主要分成两个部分,一部分是直升机的动力系统,还包括发动机,以及传动装置,另一部分振动与噪声的产生是来自直升机的旋翼系统。直升机的振动与噪声源简图1、动力系统产生的振动与噪声直升机的动力系统的噪声源主要是各种旋转部件的高速旋转振动产生的噪声。比如涡轮轴发动机的压气机、涡轮盘、传动轴、以及滑行齿轮等。因此动力系统产生的噪声是中频与高频的。

一种直升机的发动机2、旋翼系统产生的振动与噪声总体上来说,旋翼系统产生噪声都是低频噪声,是因为直升机螺旋桨与气流的各种起到产生的。但是直升机的流场又是十分的简单的,对于旋翼系统产生的噪声又可以区分为好几个部分,如:桨涡阻碍(BVI)噪声、高速脉冲(HSI)噪声、厚度噪声、载荷噪声和宽带噪声等。

其中桨涡阻碍噪声是直升机尤为典型,也是尤为主要的噪声类型之一,它是由旋翼桨叶自身产生的尾迹与先前桨叶互相阻碍而所致产生的噪声。这么说道大家有可能实在不确切,下面小编就来解释一下桨涡阻碍噪声究竟是如何产生的。直升机旋翼系统武装直升机的旋翼系统我们告诉飞机升力产生的本质是机翼的下翼面气流流体比上翼面的大,这样上下翼面就有一个向下的压差,飞机就是靠着这个向下的压差纳着才会掉落。

对于直升机来说,虽然桨叶是转动的,但是原理也还是如此。这就带给一个问题,下翼面流体低,上翼面流体较低,那么下翼面的高压气流认同不会有向下翼面流动的趋势。

在翼梢处,没机翼的遮盖,这种趋势就变为了事实。下翼面的高压气流跨过翼梢的边缘向旋翼的上翼面流动,这样当直升机的机翼高速旋转时,就不会在翼尖构成一个涡。我们告诉,直升机的桨叶是大大高速旋转的,这样前一个桨叶产生的涡还没骑侍郎去,后边的桨叶就恰好迎面而来撞到上来了。

如此重复,大大的轻微的撞击就产生了反感的振动与极大的噪声,这就是所谓的桨涡阻碍噪声。当直升机正处于短距离横上升、小速度平飞、机动飞行中等状态时,皆不会产生有所不同程度的桨涡阻碍噪声。并且桨涡阻碍噪声十分霸道,一旦它经常出现了,它立马就沦为直升机的主要噪声。

机翼上下表面流场流体对于固定翼飞机,在翼尖处,下表面的高压气流跨过翼尖流向上表面的低压区,构成翼尖涡。翼尖处的翼尖涡与固定翼飞机类似于,对于直升机也不会在桨钝构成桨钝涡,并与先前桨叶再次发生撞击,产生桨涡阻碍噪声因此直升机的噪声频段很长,既还包括动力系统产生的高频噪声,又还包括旋翼系统产生的中低频噪声。不过,高频噪声在空气中的波动速度迅速,在直升机的近场基本就波动完了。我们平时在地面听见的直升机的轰轰隆隆的声音,基本都是由直升机的旋翼系统产生的低频噪声。

三、如何增大直升机的桨涡阻碍噪声?告诉了桨涡阻碍噪声的产生原理之后,那么就似乎只有两个途径需要增大这种噪声。一种就是增大翼尖涡的强度,另一个就是尽量避免后边的桨叶撞到上前边桨叶产生的翼尖涡。一般来说又可以分成被动掌控与主动掌控,对于被动掌控,一般来说的作法就是减少桨叶的弦长,数目。

我们告诉,升力与速度的平方成正比,也与机翼面积成正比。减少桨叶的弦长,数目就相等于减少了机翼面积,这样能增大翼载有,从而增大扭矩,可以减少桨叶翼尖的速度,增大翼尖涡的强度。还有就是,桨尖后食者,桨钝叶片尖削等。

除此之外还有一些较为尤其的作法,下面小编带大家盘点一下:1、桨尖下赞成于桨尖下鼓吹,典型的代表就是美国的黑鹰直升机使用了后掠加下反的桨叶,叶尖下鼓吹20度。下反的桨叶有什么起到呢?我们刚才在上边谈了,桨尖涡的产生是因为在翼梢处,没什么遮盖,这样下翼面的高压气流就跨过翼梢向下翼面流动,于是产生了涡。

桨尖下反就相等于在桨尖加了一块向上的板子,对向下绕流的气流产生遮盖起到。这样就需要弱化桨尖涡的强度。无独有偶,也某种程度是黑鹰直升机这么腊,常常坐飞机的朋友可能会找到,客机的翼梢处也有这么一块板子,我们叫它翼梢小翼。

波音和空客的飞机这块板子的形状还有相当大的区别。感兴趣的可以看一下我之前放的一篇有关翼梢小翼的文章。黑鹰直升机的桨钝使用了下鼓吹设计客机翼尖的翼尖小翼,黑鹰通过桨尖下反来增大桨尖涡的强度的原理与客机翼梢小翼的原理完全相同。

翼梢小翼需要增大翼尖涡的强度2、欧洲直升机公司设计的蓝边桨叶欧洲直升机公司设计的蓝边桨叶外形很有科技感,一方面通过延长翼尖的弦长来增大翼尖涡的强度,另一方面它通过线前食者再后食者的设计,不但减少了机翼面积,增大了桨的长度,而且可以防止桨尖涡与桨叶平行,需要在相当大程度上增大桨叶与涡流的互相撞击与阻碍。从而增大噪声。蓝边桨叶3、锯齿形桨钝自然界中,猫头鹰是在黑暗中猎捕的高手,这不仅是因为猫头鹰有较好的感官系统,堪称因为猫头鹰在冲出猎物时需要做悄无声息。于是有人研究了猫头鹰的翅膀,找到其羽毛全部张开时,翅尖的羽毛并不是十分规整的,而是排序呈圆形锯齿状。

这有什么益处呢?原本锯齿状的外形可以让下翼面的高压气流沿着许许多多的锯齿向下翼面绕流,这样就需要把以前一个大的翼尖涡集中出了许许多多的较低强度的翼尖涡。仿猫头鹰的翅膀羽毛的结构,人们设计出有一种锯齿形状的桨钝。这样当翼尖涡就被拆分出了许许多多的强度较为较低的小涡流后,这些集中后的小涡流不会在有所不同时刻,有所不同部位,有所不同方向与先前的桨叶撞击,从而有效地的巩固了撞击强度,大大增大了桨涡阻碍噪声。

锯齿形状需要集中翼尖涡4、具有控制器襟翼的桨叶具有控制器襟翼的桨叶,就是在桨叶的附近钝部方位加装几个私服襟翼,这些襟翼不会随着螺旋桨的旋转而上下转动,通过调节襟翼的转动方向,来调整气流的方向,从而让桨钝涡流与桨叶避免,防止撞,从而增大振动与噪声。不过这种方法控制系统较为的简单,稳定性与可靠性很差。

具有控制器襟翼的桨叶示意图具有控制器襟翼的桨叶做动结构5、在桨叶上铺需要驱动的纤维在桨叶上铺需要驱动的纤维,比如重新加入PZT晶体,在加电以后,纤维不会再次发生变形,从而造就桨叶变形,来超过想的效果。不过这种方法工艺简单,成本高昂。

在桨叶上铺需要驱动的纤维四、总结总体上来说,以上的各种方法都就是指增大桨尖涡的强度,以及如何防止桨尖涡与先前桨叶撞击这两个角度来增大桨涡阻碍产生的低频噪声。当然了这只是增大了直升机的外部噪声,也就是增大了我们在地面上所能感受到的噪声。另外,虽然动力系统产生的高频噪声传没法较远的距离,但是对于飞行员与直升机机舱内的人员来说,这些高频振动与噪声不会更为的令人焦躁。

因此对于机舱的减振减震也某种程度是一个很最重要的话题。一般采行的措施有:在传动装置上安装弹性承托、断裂油膜阻尼器、腊摩擦阻尼器、粘弹性阻尼材料、粘弹性减震器等;在机舱壁板上通过结构优化设计、动力吸振器、阻尼减振、以及主动控制技术等来诱导振动与噪声的传播。


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