如何給直升機(jī)降噪

如何給直升機(jī)降噪

　　直升機(jī)有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢(shì)，在關(guān)鍵時(shí)候發(fā)揮了巨大的作用，然而他巨大的噪音有讓人們對(duì)他又愛(ài)又恨，那么有什么辦法可以讓他的噪音降下來(lái)么?下面就和學(xué)習(xí)啦小編一起來(lái)探索一下吧。

　　簡(jiǎn)介

　　直升機(jī)，英文名稱：helicopter，是一種以動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的旋翼作為主要升力和推進(jìn)力來(lái)源，能垂直起落及前后、左右飛行的旋翼航空器。主要應(yīng)用學(xué)科有航空科技(一級(jí)學(xué)科、航空器(二級(jí)學(xué)科)。直升機(jī)主要由機(jī)體和升力(含旋翼和尾槳)、動(dòng)力、傳動(dòng)三大系統(tǒng)以及機(jī)載飛行設(shè)備等組成。旋翼一般由渦輪軸 發(fā)動(dòng)機(jī)或活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)由傳動(dòng)軸及減速器等組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，也可由槳尖噴氣產(chǎn)生的反作用力來(lái)驅(qū)動(dòng)。目前實(shí)際應(yīng)用的是機(jī)械驅(qū)動(dòng)式的單旋翼直升機(jī)及雙旋翼直升機(jī)，其中又以單旋翼直升機(jī)數(shù)量最多。

　　主要優(yōu)缺點(diǎn)

　　直升機(jī)的突出特點(diǎn)是可以做低空(離地面數(shù)米)、低速(從懸停開(kāi)始)和機(jī)頭方向不變的機(jī)動(dòng)飛行，特別是可在小面積場(chǎng)地垂直起降。由于這些特點(diǎn)使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣泛應(yīng)用于對(duì)地攻擊、機(jī)降登陸、武器運(yùn)送、后勤支援、戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)、偵察巡邏、指揮控制、通信聯(lián)絡(luò)、反潛掃雷、電子對(duì)抗等。在民用方面應(yīng)用于短途運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、救災(zāi)救生、緊急營(yíng)救、吊裝設(shè)備、地質(zhì)勘探、護(hù)林滅火、空中攝影等。海上油井與基地間的人員及物資運(yùn)輸是民用的一個(gè)重要方面。缺點(diǎn)是當(dāng)前直升機(jī)相對(duì)飛機(jī)而言，振動(dòng)和噪聲較高、維護(hù)檢修工作量較大、使用成本較高，速度較低，航程較短。直升機(jī)今后的發(fā)展方向就是在這些方面加以改進(jìn)。

　　噪音的產(chǎn)生

　　直升機(jī)的噪聲主要來(lái)自：旋翼、尾槳、發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器和傳動(dòng)系統(tǒng)等。外部環(huán)境的噪聲(相對(duì)于機(jī)外的聽(tīng)眾)主要來(lái)自旋翼和尾槳，而艙內(nèi)環(huán)境噪聲(相對(duì)于機(jī)內(nèi)的飛行員)受主減速器齒輪嚙合頻率及其諧波產(chǎn)生的噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)的影響更大。

　　1.旋翼噪聲分為旋轉(zhuǎn)噪聲、脈沖噪聲和寬帶噪聲。

　　(1)旋轉(zhuǎn)噪聲包括厚度噪聲和載荷噪聲，由槳葉旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的力和空氣體積脈動(dòng)所引起，在噪聲的低頻部分處于支配地位，聲能主要分布在旋翼通過(guò)頻率上。在低槳尖馬赫數(shù)(0.5-0.7)時(shí)，載荷噪聲占旋轉(zhuǎn)噪聲的主要部分。

　　(2)脈沖噪聲主要來(lái)源于槳渦干擾噪聲(BVI)和高速前飛時(shí)由激波引起的脈沖噪聲(HSI)。

　　BVI噪聲是幅值很高的脈沖聲發(fā)射，一旦出現(xiàn)，將掩蓋其他的噪聲，BVI噪聲的出現(xiàn)與直升機(jī)的飛行操縱狀態(tài)有關(guān)，如高速前飛，帶前飛速度下降等。

　　HSI噪聲一般是旋翼特有的，尾槳葉不會(huì)產(chǎn)生。

　　(3)寬帶噪聲是槳葉上氣流的隨機(jī)脈動(dòng)力引起，其聲壓時(shí)間歷程連續(xù)分布，頻率譜一般無(wú)突出的成分，聲能主要分布在150-1000Hz范圍。通常寬帶噪聲比其他噪聲能量低的多，振幅小得多。

　　直升機(jī)的噪音是沒(méi)有辦法消除，只得依賴技術(shù)的提升。

　　直升機(jī)降噪技術(shù)

　　降噪技術(shù)可以分為被動(dòng)噪聲控制技術(shù)和主動(dòng)噪聲控制技術(shù)兩種。

　　1.被動(dòng)噪聲控制技術(shù)

　　對(duì)于旋翼噪聲的解決方法是限制槳尖速度，采用先進(jìn)的翼型和槳尖形狀。降低槳盤載荷和槳尖速度、增加槳葉片數(shù)可以有效降低載荷噪聲。厚度噪聲主要與槳葉片數(shù)、旋轉(zhuǎn)速度以及翼型參數(shù)(厚度、寬度)等因素有關(guān)，減小這些參數(shù)值可以降低厚度噪聲。

　　2.主動(dòng)噪聲控制技術(shù)

　　最近，為減振發(fā)展的高階諧波控制(HHC)和獨(dú)立槳葉控制(IBC)方法已經(jīng)被研究用于減少旋翼BVI噪聲。已經(jīng)進(jìn)行的采用HHC方法控制BVI噪聲的旋翼風(fēng)洞試驗(yàn)顯示，用開(kāi)環(huán)控制可減少約5-6dB。高階諧波旋翼聲學(xué)試驗(yàn)(HART)用開(kāi)環(huán)控制BO-105旋翼，表明由于諧波輸入降低了振動(dòng)和噪聲水平，進(jìn)一步由飛行試驗(yàn)獲得的噪聲數(shù)據(jù)證實(shí)了此結(jié)果。在BO-105旋翼和UH-60旋翼上用IBC系統(tǒng)控制噪聲的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)仔細(xì)選擇開(kāi)環(huán)控制輸入可以降噪5-12dB，最近的閉環(huán)IBC控制試驗(yàn)也得到了相同的結(jié)論。然而最近的研究表明控制率的算法中應(yīng)增加噪聲水平作為目標(biāo)函數(shù)，否則在主動(dòng)控制減振同時(shí)噪聲也許會(huì)增加。 對(duì)于主減速器的降噪可以在主減速機(jī)匣的支撐桿采用主動(dòng)控制技術(shù)，形成主動(dòng)支撐桿或智能支撐桿，以有效消減齒輪產(chǎn)生的嚙合噪聲，并且能適應(yīng)直升機(jī)工作條件變化所帶來(lái)的旋翼轉(zhuǎn)速的變化。 直升機(jī)艙內(nèi)還可以采用揚(yáng)聲器作為控制器的主動(dòng)消聲系統(tǒng)。