[发明专利]一种抑制直升机桨-涡干扰噪声的方法

说明书

一种抑制直升机桨‑涡干扰噪声的方法，涉及直升机旋翼桨。在桨尖距端面合适位置布置至少1个合成射流发生器，所述合成射流发生器由电源供电，在桨尖下表面产生相对于旋翼桨叶前行方向向后且向下的合成射流来削弱桨尖涡强度，并改变其脱落方向，避免桨尖涡与后续桨叶相互干扰，以达到抑制桨‑涡干扰噪声的效果。合成射流发生器的结构参数可以根据具体的实际需求进行优化，还可以通过调节合成射流发生器的加载电参数来改变射流强度，对桨‑涡干扰进行主动、灵活的智能化控制；具有结构简单、制造成本低、维护方便以及不改变原有旋翼桨尖气动外形等优点。

技术领域

本发明涉及直升机旋翼桨，尤其是涉及利用合成射流技术的一种抑制直升机桨-涡干扰噪声的方法。

背景技术

直升机具有垂直起降、悬停、低空低速飞行等独特性能，使其在国防和民用领域得到了越来越多的应用。但是直升机也存在着噪声过大的缺点，导致其在军事方面降低了隐身性，容易过早地暴露行踪，极大地影响直升机的战场突防和生存能力；在民用方面，过大的噪声不仅影响乘员的乘坐舒适性，也造成严重的噪声污染，不符合环保要求。

直升机噪声主要来自旋翼的气动噪声，气动噪声是由高速旋转的桨叶与空气相互作用导致的非定常运动和流动产生的。研究表明桨-涡干扰现象是产生气动噪声的主要因素之一。桨-涡干扰现象是旋转的桨叶与各桨尖涡线相遇而形成的一种直升机特有的物理干扰现象。涡线是由桨尖涡脱离桨尖形成的。因此，为了抑制直升机旋翼的桨-涡干扰噪声，必须削弱桨尖涡的强度并改变其脱落方向，使涡线远离其他后续桨叶。

公开号为CN106741922的中国专利公开一种旋翼噪声抑制方法，它的原理是通过在桨尖前缘开孔的方式，将旋翼前缘的气流引到桨尖端面，使气流垂直于桨尖端面射出，削弱桨尖涡的强度，以达到降低桨-涡干扰噪声的效果。该方法改变了桨尖气流流动，增大流动损失，降低了桨尖效率，而且无法根据飞行状态对引气进行智能化调整。

此外，目前还有一些其他抑制直升机旋翼桨-涡干扰噪声的方法，例如在旋翼桨尖加装后掠角、下反角以及安装后缘襟翼等，这些方法都具有各自的局限性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有抑制直升机旋翼桨-涡干扰噪声存在的上述不足，提供利用合成射流技术的一种抑制直升机桨-涡干扰噪声的方法。

本发明的具体步骤如下：

在桨尖距端面合适位置布置至少1个合成射流发生器，所述合成射流发生器由电源供电，在桨尖下表面产生相对于旋翼桨叶前行方向向后且向下的合成射流来削弱桨尖涡强度，并改变其脱落方向，避免桨尖涡与后续桨叶相互干扰，以达到抑制桨-涡干扰噪声的效果。

所述合适位置可为5～60mm。

所述合成射流发生器设有内腔体与口径为直径0.5～3mm的射流出口，所述射流出口位于桨尖下表面，并与下表面齐平。合成射流发生器可通过加载电信号，以物理方式使腔内气体压力骤增，高压气体从射流出口喷出，形成高速射流；之后腔内呈负压状态，吸入外界空气，再次形成下一周期的射流，持续的周期性射流用以抑制桨-涡干扰。所述物理方式可采用放电加热、压电作用或机械做功等。

所述合成射流发生器具有密闭腔体以及与外界相连通的小孔，能够通过加载电信号产生向外喷射的高速射流。

所述合成射流发生器可以结合传感器、计算机与程控电源，根据直升机飞行状态，通过调节加载电参数改变射流强度，对射流进行精确调整，做到针对不同飞行状态下的桨-涡干扰噪声进行有效的抑制，实现智能化控制。所述电参数包括电源的输出电压、输出频率或占空比等。

在桨尖处安装的合成射流发生器，设计成产生的射流向相对于旋翼桨叶前行方向的向后且向下方向射出。射流的向后分量加速桨尖下表面附近的气体流动，使下表面压力降低，从而削弱桨尖涡强度，减弱桨-涡干扰噪声；射流的向下分量促使桨尖涡涡线向下偏转，改变桨尖涡脱落方向以避免与后续桨叶接触，从而防止直升机旋翼桨-涡干扰噪声的产生。