阻尼器是干什么用的(直升机的减振降噪措施有哪些?)


阻尼器是干什么用的(直升机的减振降噪措施有哪些?)

一、背景介绍

直升机相较于固定翼飞机的发展较晚,但其独特的垂直起降、悬停以及任意方向飞行能力,使其在军事和民用领域得到了广泛应用。从物资人员运送、战场投放,到搜救救援、空中观光、航拍和物探、防火与救火、警戒等领域,直升机展现了其独特的优势。特别是在抵达车辆等其他机械和交通工具无法到达的区域执行任务方面,直升机的重要性尤为突出。

二、直升机的振动与噪声来源

直升机的振动源主要分为两部分:动力系统和旋翼系统。

1. 动力系统产生的振动与噪声:主要包括发动机、传动装置等高速旋转部件产生的噪声,属于中频与高频噪声。

2. 旋翼系统产生的振动与噪声:旋翼系统产生的噪声主要是低频噪声,由螺旋桨与气流的各种作用产生。对于直升机而言,旋翼系统的噪声尤为突出。其中,桨涡干扰噪声是直升机最为典型也是最主要的噪声类型之一。

三、桨涡干扰噪声的产生原理及减小方法

桨涡干扰噪声的产生是由于直升机旋翼桨叶自身产生的尾迹与后续桨叶相互干扰而诱发产生的。为了减小桨涡干扰噪声,有以下方法:

1. 增加桨叶的弦长与数目:升力与机翼面积成正比,增加桨叶的弦长与数目相当于增加了机翼面积,能减小翼载,从而减小转速和桨叶翼尖的速度,进而减小翼尖涡的强度。

2. 桨尖后掠与叶片尖削:这些方法也能减小翼尖涡的强度。

3. 桨尖下反:的黑鹰直升机采用了后掠加下反的桨叶设计,其原理是通过在桨尖加一块向下的板子,对向上绕流的气生遮挡作用,从而减弱桨尖涡的强度。客机的翼梢处也有类似的翼梢小翼设计。

4. 欧洲直升机公司设计的蓝边桨叶:通过缩短翼尖的弦长并设计线前掠再后掠的方式,减小翼尖涡的强度并避免桨尖涡与桨叶的平行碰撞。

5. 锯齿形桨尖:仿照自然界中猫头鹰的翅膀结构,将锯齿形设计应用于桨尖,使下翼面的高压气流沿锯齿向上翼面绕流,将大的翼尖涡分散成低强度的翼尖涡,从而减小桨涡干扰噪声。

6. 带有伺服襟翼的桨叶:在桨叶上安装襟翼,通过调节襟翼的偏转方向来调整气流的方向,避免桨尖涡与后续桨叶碰撞。但这种方法控制系统较为复杂,稳定性与可靠性有待提高。

7. 在桨叶上铺设能够驱动的纤维:如加入PZT晶体,通过加电使纤维变形,带动桨叶变形。但这种方法工艺复杂、成本较高。

以上方法主要从减小桨尖涡的强度以及如何避免桨尖涡与后续桨叶碰撞这两个角度来减小桨涡干扰产生的低频噪声。这些措施对于机舱内的人员来说同样重要,因为动力系统产生的高频振动与噪声会让人感到烦躁。在传动装置和机舱壁板上采取一系列减振降噪措施也是必要的。减小直升机的振动和噪声是一个综合性的工程,需要从多个方面入手以实现最佳效果。(文/云端风火)


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