(来源:中国航空报)
噪声源识别可通过流外(红色方框内)的麦克风实现,而“噪声地毯”则通过安装在流内翼板和移动系统上的麦克风进行测量。
带有主动扭转叶片的旋翼在风洞中进行测试,开放式试验段采用吸音壁和模型机身外壳,可进行高质量的声学测量。
桨毂配备旋翼控制系统和传感器电缆,旋翼叶片上装有众多传感器和压电陶瓷作动器。所有电缆均连接至桨毂,且必须能够承受运行过程中的高静载荷和动载荷。 直升机在如今的社会中有重要作用,尤其是在应急救援行动中可能会挽救许多生命。但它们也会产生很大噪声,尤其是在着陆下降过程中。作为智能扭转主动旋翼(STAR)项目的一部分,德国航空航天中心(DLR)正与来自美国、法国、荷兰、日本和韩国的合作者携手,致力于提高旋翼叶片的性能,同时降低噪声和振动。 在悬停和高速飞行过程中,直升机需要大量的动力,并且会产生强烈的振动,尤其是在低速或高速飞行以及机动飞行时。如果旋翼叶片能够静态地,尤其是动态地适应空气动力学飞行条件,这些影响就可以大大减少。 在STAR项目中,德国航空航天中心飞行系统研究所和轻量化系统研究所的研究人员正在研究一种利用压电陶瓷作动器实现旋翼叶片主动扭转的技术。该作动器集成在叶片表面,当施加电压时(静态施加直流电,动态施加交流电),叶片会发生扭转,就像叶片内部有人造肌肉在工作一样。 “这种方法的独特之处在于,旋翼叶片的主动扭转无需任何机械部件,并且受作用于旋翼叶片的离心力的影响极小。”飞行系统研究所的项目经理范德瓦尔解释道。 经过充分的准备,一台直径4米的四叶片主动扭转旋翼在位于荷兰的德荷风洞(DNW)大型低速风洞中进行了全球首次测试。 这项为期三周的测量试验于2025年底在德国航空航天中心的领导下进行,并与所有项目合作方密切合作,包括:美国国家航空航天局(NASA)、美国陆军、法国国家航空航天研究院(ONERA)、荷兰德荷风洞(DNW)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、韩国航空航天研究院(KARI)和韩国建国大学。测试结果显示,在着陆下降过程中,噪声降低了高达7分贝,相当于感知噪声的一半以上。振动也降低了一半以上,同时在高负载下旋翼效率有所提高。 “在测量试验期间,我们成功地在真实环境中测试了我们的概念。结果表明,效率提高了,同时噪声和振动显著降低。”范德瓦尔说道。 除了旋翼力、力矩和功率外,所获取的数据还包括叶片运动、变形和载荷、表面压力测量、声学测量以及流场和边界层测量。这些信息能够对计算模型进行全面验证。研究结果还可应用于各种场景,从传统直升机和高速构型到城市空中交通概念。(高飞)