本发明专利技术公开了一种用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验的装置，包括桨叶壁板、耳片、螺栓群、套筒、角度固定螺栓、支座、驱动装置、第二旋翼、第一旋翼和桨毂。第一旋翼与第二旋翼通过套筒套接在旋转轴上，通过装入不同长度的套筒，可以调节两个旋翼之间的距离；而通过旋转套筒可以调节第一旋翼与第二旋翼的夹角，然后使用角度固定螺栓将三者拧紧固定，第一旋翼与第二旋翼的夹角也就被固定了。本发明专利技术布置旋翼的噪声水平总是大于普通旋翼，可有效地用于旋翼桨-涡干扰噪声的实验。本发明专利技术的实验装置大大节约了桨-涡干扰噪声实验的成本，有利于中小实验室对直升机旋翼桨-涡干扰噪声进行研究。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气动噪声实验
，具体是一种用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声 实验的装置。
技术介绍
旋翼桨-涡干扰噪声是直升机特有的一种噪声。在斜下降、急转弯状态等飞行状 态下会出现桨-涡干扰现象。当典型的桨-涡干扰噪声发生时，噪声声压级会增加 IOdB以 上，被探测距离陡增3倍以上。这是非常严重的噪声。为了进行旋翼桨-涡干扰噪声特性 及降噪研究，需要开展该类噪声的实验。目前直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验有声学风洞 和外场飞行实验两类。 第一类声学风洞实验是一种较为常规的旋翼桨-涡干扰噪声实验方法，实验的基 本原理是将模型旋翼安装在大型的风洞内，通过风洞吹风实现前飞来流、通过调整旋翼面 的倾斜来模拟旋翼桨-涡干扰现象的发生。为了进行噪声测量，需要对风洞实验段进行声 学处理，洞壁四周采用吸声尖劈包围以避免气流噪声、剪切层和多普勒效应对传声器的干 扰。例如美国NASA在DNW风洞声学风洞的开口实验段（8mX6m)进行过桨-涡干扰噪声实 验。开展该类实验必需要有合适的声学风洞。 第二类外场飞行噪声实验是直接测量真机飞行时的噪声。为了能够定量地分析实 验结果，实验时需要在直升机上加装一些额外的实验监控设备，以获得旋翼操纵量、运动状 态以及机身姿态的详细数据。同时，为了实验数据更为可靠，飞行员必须长时间保持飞行状 态不变，这对于实验设备及驾驶技术都要极高的要求。 综上所述，目前进行的桨-涡干扰噪声实验无论是声学风洞实验还是外场飞行实 验，都存在实验装置复杂、设施要求高，准备周期长、实验花费的人力、物力、财力代价无疑 也是巨大的，一般的中小型研究机构是无法开展类似实验的。
技术实现思路
本专利技术针对现有桨-涡干扰噪声实验（声学风洞、全机外场）设备要求多、过程 复杂、代价大等缺点，提出一种桨-涡干扰噪声实验装置，利用该装置可以在没有风洞等昂 贵、复杂实验设施的条件下，模拟出直升机旋翼桨-涡干扰噪声，方便地进行两类桨-涡干 扰噪声实验。 本专利技术公开的用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验的装置，包括桨叶壁板、耳片、 螺栓群、套筒、角度固定螺栓、支座、驱动装置、第二旋翼、第一旋翼和桨毂。所述角度固定螺 栓将第一旋翼、套筒和第二旋翼固定在桨毂上；桨毂安装在驱动装置上，驱动装置固定在支 座上；在旋翼接头的上下耳片用螺栓群与桨叶的上下壁板相连接，接头的上下耳片分别与 上下壁板相互搭接。第一旋翼通过套筒与第二旋翼套接在旋转轴上，通过装入不同长度的 套筒，可以调节两个旋翼之间的距离；而通过旋转套筒可以调节第一旋翼与第二旋翼的夹 角，然后使用角度固定螺栓将旋转套筒、第一旋翼与第二旋翼三者拧紧固定，第一旋翼与第 二旋翼的夹角也就被固定了。 作为上述技术方案的进一步改进，所述第一旋翼和第二旋翼采用非共面布置。 作为上述技术方案的另一种改进，所述桨毂采用挥舞、摆振柔性片。 表1采用本装置进行的桨-涡干扰噪声实验效果单位（dBA) 由上表可以看出，在本专利技术所列举的实例所选择的总距角和转速下，本专利技术布置 旋翼的噪声水平总是大于普通旋翼。这是因为，在非共面布置下，与普通式布置旋翼相比， 本专利技术装置布置的上旋翼的桨尖涡与下旋翼的桨叶更接近，在某些情况下存在严重桨-涡 干扰。而普通式布置的旋翼在悬停状态，一般不会出现桨尖涡与后续桨叶在桨叶上方相遇 的情况。由此表明，本装置可有效地用于旋翼桨-涡干扰噪声的实验。 本专利技术的实验装置大大节约了桨-涡干扰噪声实验的成本，有利于中小实验室对 直升机旋翼桨-涡干扰噪声进行研究。【附图说明】 图1是本专利技术用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验的装置结构示意图； 图2是本专利技术实验装置旋翼装配示意图； 图3是本专利技术实验装置的原理图； 图4是Δ φ = 30°时，两旋翼间隔3cm布置图 图5是Δ φ = 45°时，两旋翼间隔3cm布置图 图6是Δ φ = 60°时，两旋翼间隔3cm布置图 图7是Δ φ = 〇°时，两旋翼间隔3cm布置图 图8是Δ φ = 90°时，两旋翼间隔3cm布置图 图9是Δ φ = 30°时，两旋翼间隔4cm布置图 图10是Δ φ = 30°时，两旋翼间隔5cm布置图 图11是在消声室噪声实验的总体布置示意图； 图12是在外场噪声实验的总体布置示意图； 图13是Δ φ = 30。、n = lOOOrpm，两旋翼间隔3cm时第六通道的声压时间历程 图； 图14是Δ φ = 30°、η = lOOOrpm，两旋翼间隔3cm时第六通道的声压级谱图。【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术提出的一种用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验的装置 进行详细说明。实施例中所举具体数值，仅是为了说明实验装置及实验效果，并不限制本发 明的保护范围。 现有旋翼桨-涡干扰噪声实验（声学风洞、全机外场）设备要求多、过程复杂、代 价大，利用本专利技术的用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验的装置，可以在没有风洞等昂贵 实验设施的条件下，方便地进行两类桨-涡干扰噪声实验：一是通过变换上、下两副旋翼 之间的夹角来模拟真实旋翼在不同方位角上产生的桨-涡干扰噪声特性，实现参数影响研 究；第二是改变下旋翼气动外形，实现先进气动外形旋翼桨-涡干扰噪声实验。此外，采用 该装置进行实验时，既可在具有消声环境的室内进行，也可在背景噪声较小的室外进行。 如图1所示，本专利技术的用于直升机旋翼桨-涡干扰噪声实验的装置包括桨叶壁板 10、耳片9、螺栓群8、套筒7、角度固定螺栓6、支座5、驱动装置4、第二旋翼3、第一旋翼2和 桨毂1。所述角度固定螺栓6将第一旋翼2、套筒7和第二旋翼3固定在桨毂1上；桨毂1 安装在驱动装置4上，驱动装置4固定在支座5上。所述旋翼接头的上下耳片9用螺栓群8 与桨叶的上下壁板10相连接，旋翼接头的上下耳片9分别与上下壁板10相互搭接。第一 旋翼2与第二旋翼3通过套筒7套接在旋转轴上，通过装入不同长度的套筒7,可以调节两 个旋翼之间的距离；而通过旋转套筒7可以调节第一旋翼2与第二旋翼3的夹角，然后使用 角度固定螺栓6将三者拧紧固定，第一旋翼2与第二旋翼3的夹角也就被固定了。所述第 一旋翼2和第二旋翼3采用非共面布置，即两桨叶旋转时不在同一旋转平面内。所述桨毂 1采用采用挥舞、摆振柔性片。所述驱动装置4为可带动旋翼旋转的电机。 如图2所示，本专利技术的实验装置工作原理为：装置中第一和第二旋翼分别为上、下 旋翼，上、下旋翼采用非共面布置，上旋翼工作时在其桨叶端部产生桨尖涡，螺旋向下运动 的桨尖涡与下旋翼桨叶发生碰撞，即形成"桨-涡干扰"，通过调节上旋翼的桨叶攻角可以 改变桨尖涡的强度，实现桨尖涡强度的可控；改变上、下旋翼桨叶间的夹角、以及轴向间距 则可以实现桨-涡干扰发生位置的变化。 利用本专利技术的实验装置进行实验的实例如下： 一、装置布置 1、图1和2是本实验实例设计的一个用于噪声实验的旋翼实验台（架），该旋翼实 验台的设计既考虑了声学实验室的实验要求，同时也考虑了外场实验的要求。支座5与消 声室已有的底座相连接，其上方固定驱动电机。为了避免回流，并利用消声室已有的排气通 道，在该旋翼台架上将旋翼轴水平放置，模型旋翼的桨毂中心距地面高度的选取要求主要 是保证旋翼不会碰到地面（图1中该装置选取高度为1. 9米）。 2、模型旋翼的布置 在实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于直升机旋翼桨‑涡干扰噪声实验的装置，包括桨叶壁板（10）、耳片（9）、套筒（7）、支座（5）、驱动装置（4）、第二旋翼（3）、第一旋翼（2）和桨毂（1）；所述第一旋翼（2）、套筒（7）和第二旋翼（3）固定在桨毂（1）上；桨毂（1）安装在驱动装置（4）上，驱动装置（4）固定在支座（5）上；在旋翼接头的上下耳片（9）分别与上下壁板（10）相互搭接；第一旋翼（2）与第二旋翼（3）通过套筒（7）套接在旋转轴上，通过装入不同长度的套筒（7），调节两个旋翼之间的距离；通过旋转套筒（7）调节第一旋翼（2）与第二旋翼（3）的夹角。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史勇杰，徐逸，徐国华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。