ГИДРОДИНАМИКА И АКУСТИКА

2021 ◊ Том 2 (92) ◊ Номер 2 ◊ с. 176-190

П. В. Лукьянов ^*

^* Институт гидромеханики НАН Украины, Киев, Украина

Генерация BVI-шума крылообразной лопастью ротора вертолета

Gidrodin. akust. 2021, 2(2):176-190

ЯЗЫК ТЕКСТА: Русский

АННОТАЦИЯ

Снижение уровня звука, излучаемого летательными аппаратами, является одной из актуальных проблем современного авиастроения. Одним из путей ее решения может быть применение имеющих нетрадиционную конфигурацию пропеллеров для уменьшения степени турбулизации обтекающего лопасти потока. Исходя из этого, в статье поставлена и решена задача генерации BVI-шума крыловидной лопастью ротора вертолета. Ее постановка разделена на аэродинамическую и акустическую части, а решение получено ранее разработанным численно-аналитическим методом. Изучено поведение ближнего и дальнего звуковых полей. В частности, получены зависимости распределения пульсаций плотности от продольной геометрии лопасти, угла атаки и угла постановки лопасти к встречному потоку. Расчетные данные ближнего поля лопасти продемонстрировали появление двух отчетливо выраженных продольных плавно распределенных пиков. Они присутствуют во всех рассмотренных ситуациях и отражают геометрию продольного изгиба лопасти. Кроме них, существуют еще две продольные серии пиков, амплитуда каждой из которых в полтора-три раза меньше, чем у предыдущей. Показано, что увеличение скорости набегающего потока способствует зарождению поперечных пульсаций на поверхности лопасти, которые по уровню доминируют над продольными пульсациями. В целом уровень генерируемого шума лежит в диапазоне от 50 дБ до 60 дБ. Это почти на 6 дБ ниже шума лопасти конфигурации Blue Edge, а также закругленной на конце лопасти. Кроме этого, замечена активизация высокочастотной области в спектре шума на частоте порядка 840 Гц. Результаты расчетов говорят о том, что лопасть крыловидной формы является малошумной в режиме маневров при малых скоростях полета. Полученные данные могут быть полезны для выбора оптимальной конфигурации ротора вертолета на этапе эскизного проектирования.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

аэродинамическая генерация звука, ротор вертолета, взаимодействие вихря и лопасти, численно-аналитические методы

ЛИТЕРАТУРА