基于瞬态尾迹模型的直升机旋翼旋转噪声计算

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1、总第163期20lO年第2期直升机技术HELICOmRTECHNIQUETotalNo．163No．22010文章编号：1673-1220(2010)02-001-08基于瞬态尾迹模型的直升机旋翼旋转噪声计算李春华1，任鹏2，段广战1(1．中国直升机设计研究所，江西景德镇333001；2．河南工程学院，河南郑州450091)摘要针对旋翼噪声时域方式求解的特点，本文在能考虑厚度影响的桨叶升力面气动模型的基础上，建立了一个随时间推进的瞬时自由尾迹模型，在该模型中，为提高桨叶载荷计算的准确性，计人了翼型的非定常气动力影响、桨叶的挥舞运动和旋翼的气动力平衡。利用建立的自由尾迹模型，结合Fara

2、nsat的时域噪声预测理论，构建了一个旋翼旋转噪声预测方法。利用该方法首先计算了模型旋翼在前飞时的载荷和声压时间历程，通过与试验数据的对比，验证了方法的有效性，然后基于本文建立的噪声预测方法，计算了悬停和前飞状态直升机旋翼的厚度噪声、载荷噪声及总旋转噪声的声压时间历程和频谱特性。关键词旋翼；自由尾迹；旋转噪声；厚度噪声；载荷噪声中图分类号：TB53；V211。52文献标识码：ACalculationsonRotationalNoiseforHelicopterRotorBasedUponTime-MarchingFreeWakeModelLIChunhual，RENPen92，DUAN

3、Guangzhanl(1．ChinaHelicopterR∞earchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China；2．HeNanInstituteOfEnsineering，孤Ilgzb伽451191，China)AbstractForthetime—domainpredictionofrotorrotationalnoise，anewtime-marchingfreewakemodelwasestablishedbasedonbladelift·surfacemodel．Inthefreewakemodel，theunsteadyai

4、rfoilmodel．thebladeflappingmodelandtherotortrimmingmodelwe陀includedinordertoincreasetheaccuracyoftherotorloadssolution．Combinedthefreewakemodelandnoisetime—domainformula-tion1AofFarassat．arotationalnoisenumeficMmethodforhelicopterrotorwasdeveloped．Bythecompari80asofcalculatedresultswithexperimen

5、talresultsfortwonumericalexamplesonrotor10adandnoisepressureintheforwardflight，thepresentnumericalmethodwasvalidated．Thenusingthenoisenumericalmethod，thethicknessnoise，loadingnoiseandoverallrotationalnoiseinhoverandforwardflightwascalculated，alsothetimehistoryandspectralcharacteristicsofnoisepre

6、ssureWasanalyzed．Keywordsrotor；freewake；rotationalnoise；thicknessnoise；loadingnoise收稿日期：2010-04-29作者简介：李春华(1978．)，男，江西遂川人，博士，工程师，主要研究方向：直升机空气动力学。·2·直升机技术总第163期1引言直升机噪声大的特点很大程度上限制了直升机的发展和应用，因此直升机的降噪问题也一直是直升机技术研究的热点领域之一¨’21。噪声过大会严重降低直升机的舒适性，并对周边环境产生噪声污染，国际民航组织(ICAO)已对直升机噪声水平提出了限制要求，世界各主要大国也相应制定了本国

7、的噪声规范，而军用直升机在飞行状态的噪声增加更是会严重降低直升机的隐身性能和生存能力，因此，直升机的降噪是未来直升机研制过程中必须重点考虑的因素，而准确预估直升机的噪声大小，是有效控制和降低直升机噪声水平的前提和基础。对于直升机外部噪声而言，旋翼噪声是主要成分，桨叶的复杂运行环境和非定常的旋翼气动特性，使旋翼噪声问题的研究远比一般的噪声研究更为困难。直升机的旋翼旋转噪声，不但有因桨叶的几何影响引起的厚度噪声，还有由于桨叶与气流的气动力作用引起的