[ad_1]

تصویر

تصویر: ارتش ایالات متحده به دنبال راه حل های فن آوری بی صدا برای روتورهای ساکت است. چشم انداز بیشتر

اعتبار: ارتش آمریکا

تحویل آبردین ، ​​دکتر. “تصور کنید که یک هلی کوپتر ساکت در حال سرقت نیروها و تجهیزات در اطراف یک میدان جنگ آینده است.” محققان ارتش آمریكا بر این باورند كه فناوری كاهش صدای هلیكوپتر از اولویت اصلی در طراحی هواپیما است.

در فرماندهی توسعه توانایی های رزمی ارتش ایالات متحده ، که اکنون به عنوان DEVCOM ، آزمایشگاه تحقیقات ارتش شناخته می شود ، محققان در حال کار با Uber و دانشگاه تگزاس در آستین برای بررسی خصوصیات صوتی هواپیماهای برآمدگی و فرود عمودی برقی هستند که از توزیع شده استفاده می کنند درایو الکتریکی برای پرواز قدرت.

این وسایل نقلیه eVTOL می توانند در انجام کارهای مهمی مانند نظارت هوایی و حمل بار به ارتش کمک کنند. با این حال ، آنها روتور کوچکتری نسبت به هلی کوپترهای سنتی دارند. در نتیجه ، روتورهای eVTOL ممکن است امضای صوتی متفاوتی را منتشر کنند که محققان باید در نظر بگیرند.

دکتر جورج جاکوبلیس ، مهندس تحقیقات ارتش در اداره فناوری خودرو در آزمایشگاه ، گفت: “سر و صدایی که از این روتورهای کوچکتر می شنوید توسط مکانیسم های فیزیکی کاملاً متفاوتی تولید می شود.” “تکنیک های مدل سازی سنتی باید مورد توجه قرار گیرند تا تمام سر و صدای تولید شده در نظر گرفته شود تا طراحان خودرو از آنچه واقعاً شنیده می شود ، مطلع شوند.”

شبیه سازی استاندارد صدای هلی کوپتر در درجه اول بر پیش بینی سر و صدا ضخامت و سر و صدا بار متمرکز است ، زیرا آنها منابع سر و صدا غالب برای هلی کوپترهای بزرگ هستند.

نویز ضخامت ناشی از جابجایی هوا از تیغه های روتور است ، در حالی که سر و صدا از بار هنگامی رخ می دهد که نیروهای بالابر و مقاومت بر روی هوای جریان یافته در اطراف بالهای چرخان تأثیر می گذارند. آنها با هم ، چیزی را تشکیل می دهند که کارشناسان آنرا صدای زنگ صدا می نامند.

در مقابل ، محققان نظامی گمان کردند که روتورهای eVTOL بیشتر از صدای تونال ، صدای باند پهن ایجاد می کنند که مربوط به صداهای ناشی از تلاطم است.

جاکوبلیس گفت: “ما نمی دانستیم که نویز پهنای باند مهم است یا خیر ، اما می دانستیم که نویز تونال و پهنای باند متفاوت است.” “ما فکر کردیم که با کاهش روتورها ، زمانی پیش می آید که نویز باند پهن منبع غالب باشد.”

این تیم فرضیه خود را در مطالعه تحقیقاتی خود تأیید کرد ، که نه تنها ویژگی های صوتی تنظیمات مختلف روتور eVTOL را اندازه گیری می کند ، بلکه امکان مدل سازی شبیه سازی سر و صدای هلیکوپتر را برای روتورهای eVTOL نیز ارزیابی می کند.

در طول آزمایش میدانی ، محققان یک نیمکت آزمایشی با دو روتور محرک الکتریکی ایجاد کردند و صدای تولید شده در بالا و پایین صفحه روتور را با نه میکروفون که در یک شبکه دایره ای اطراف توپی روتور قرار داده شده ، ثبت کردند.

برای شبیه سازی ها ، تیم از سیستم تجزیه و تحلیل جامع Rotorcraft ، همراه با یک برنامه جداگانه به نام PSU-WOPWOP ، یک کد پیش بینی سر و صدا معمول به نام پره های هلی کوپتر پس از صدای Onomatopoeia استفاده می کند.

جاکوبلیس گفت: “RCAS بارهای آیرودینامیکی روی تیغه ها و همچنین خم شدن و پیچش تیغه ها را محاسبه می کند.” “این اطلاعات برای استفاده به عنوان ورودی PSU-WOPWOP مورد نیاز است ، که نویز تولید شده توسط روتور را محاسبه می کند. اتصال دو برنامه به کار قابل توجهی نیاز داشت ، که توسط گروه ما نیز انجام شد.”

محققان با استفاده از روش Peg ، یکی از دو تنظیم موجود در برنامه شبیه سازی ، صدای باند پهن در PSU-WOPWOP را مدل سازی کردند و دیگری را بروکس نامید.

در حالی که روش Peg نویز پهنای باند را بر اساس داده های تجربی روی کل روتور پیش بینی می کند ، روش بروکس توزیع منحصر به فرد بالابر روی تیغه را در نظر می گیرد.

“[These technologies] ژاکوبلیس گفت: “توانایی پیش بینی نویز روتور eVTOL نویدبخش هستند ، اما برای دستیابی به دقت قابل قبول باید کارهای بیشتری انجام دهیم.” مراحل بعدی استفاده از روش بروکس برای دقت بالاتر پیش بینی های صوتی و مقایسه بارهای ناپایدار بین شبیه سازی و آزمایش برای بررسی صحت شبیه سازی ها هنگام پیش بینی بارهای ناپایدار است. روش Brooks بهتر است در گرفتن تنظیمات منحصر به فرد و توزیع بارگیری بهتر باشد. “

محققان همچنین دریافته اند که چرخاننده های کواکسیال با روتور چرخان یا روتورهای تراز شده به طور بالقوه می توانند عملکرد بهتر و صدای کمتری نسبت به روتور معمولی داشته باشند. برخلاف روتورهای معمولی که از تیغه های واقع در یک صفحه استفاده می کنند ، روتورهای انباشته شده تیغه ها را در چندین صفحه قرار می دهند.

طبق نتایج مطالعه آنها ، روتورهای مرتب شده با پره های روتور با فاصله یکسان کمترین میزان صدا را تولید می کنند ، تقریباً همان سطح روتور سنتی.

با بررسی مقادیر مختلف فاصله محوری ، محققان نظامی معتقدند که آنها می توانند پیکربندی روتور مرتب شده ای را تشخیص دهند که صدای کمتری نسبت به روتور معمولی تولید می کند.

Jacobelis گفت: “من فکر می کنم که روتور مرتب می تواند برای کاربردهای eVTOL مفید باشد.” “درجه اضافی آزادی طراحی امکان افزایش کارایی و کنترل امضای صوتی را فراهم می کند ، که در نتایج نشان داده شده است. با این حال ، مطالعات بیشتری برای تعیین مقدار کاهش صدای محوری فاصله محوری لازم است.”

###

این تیم مقاله خود را “مطالعه تجربی و محاسباتی آکوستیک با روتورهای انباشته شده در هاور” در “مجموعه مقالات 76 امین سالانه انجمن پرواز عمودی” منتشر کردند.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir