一种降低涵道风扇噪声的方法技术

技术编号:20831893 阅读:37 留言:0更新日期:2019-04-13 07:53
本发明专利技术公开了一种降低涵道风扇噪声的方法,属于涵道风扇发动机减噪领域。针对桨尖与涵道内壁之间的间隙,在涵道内壁,扇尖位置前6毫米处,贴有宽20毫米,高4.5mm毫米的环形胶条,并做平滑处理。由此,当气流流过风扇尖端时,由于风扇尖端与涵道内表面流速差异,将产生类似于“翼尖涡”的涡流。在桨尖位置,由于环形胶条的布置,桨尖将处在胶条所产生的台阶后的死水区中,因而不会出现“翼尖涡”,大大降低了桨尖线速度,从而减小了涡流噪声。本发明专利技术在基本不影响发动机性能的前提下,对已有涵道风扇发动机进行优化,降低噪声,有利于满足适航要求。

【技术实现步骤摘要】
一种降低涵道风扇噪声的方法
本专利技术属于涵道风扇发动机减噪领域,具体是一种安全可靠、满足飞行要求且具有低噪声特性的涵道风扇发动机优化方法。
技术介绍
涵道风扇发动机因其具有安全性,以及显著性能改进的潜力成为许多飞行器动力的选择。尤其是大涵道比涡扇发动机,由于耗油率低、噪声小,被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机,如加油机、预警机、反潜机等。然而,由于风扇翼尖与涵道内侧气体流动形态的差异所导致的“翼尖涡”会对发动机的性能产生很大的影响:在飞行过程中,将产生较大的噪声及阻力。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题,通过在涵道风扇扇叶前端进风口部分增加胶条,以对发动机设计过程中噪声过大的问题进行优化,具体是一种降低涵道风扇噪声的方法。所述的降低涵道风扇噪声的方法具体为:针对桨尖与涵道内壁之间的间隙,在涵道内壁,扇尖位置前6毫米处,贴有宽20毫米,高4.5mm毫米的环形胶条,并做平滑处理。由此,当气流流过风扇尖端时,由于风扇尖端与涵道内表面流速差异,将产生类似于“翼尖涡”的涡流。在桨尖位置,由于环形胶条的布置,桨尖将处在胶条所产生的台阶后的死水区中,因而不会出现“翼尖涡”,大大降低了桨尖线速度,从而减小了涡流噪声。本专利技术具有如下有益效果:通过在风扇进气口侧安装胶条,在基本不影响发动机性能的前提下,对已有涵道风扇发动机进行优化,降低噪声,有利于满足适航要求。附图说明图1是本专利技术涵道风扇发动机的整体布局图;图2是本专利技术涵道风扇发动机的三维细节图;图3是本专利技术带胶条的风扇发动机的剖视图及风扇的扇尖详细视图;图4a是本专利技术不带胶条的原理解析图;图4b是本专利技术带胶条的原理解析图;图5是本专利技术贴有环形胶条的风扇发动机实验实景拍摄图;图6是本专利技术涵道左后侧30cm处噪声测试实验结果对比;图7是本专利技术涵道左前侧30cm处噪声测试实验结果对比。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术的技术方案作进一步阐述。涵道风扇发动机的整体布局如图1所示,包括前桨叶1,整流帽2,唇口3以及外壁4;一般涵道风扇发动机考虑到制造工艺、桨尖变形及震动等因素,会在桨尖与涵道内壁之间保持一定的间隙,正是由于存在这一间隙,导致高速旋转的桨尖在该间隙处产生强剪切及旋涡,最终产生高频噪声。如图2所示,本专利技术在桨毂上安置三叶桨5,以增大发动机吸入空气量及速度。如图5所示,同时在涵道内壁,扇尖位置前6毫米处,布置贴有宽20毫米,高4.5mm的环形胶条,并做平滑处理。桨尖间隙3mm,使得当气流流过风扇尖端时,由于风扇尖端与涵道内表面流速差异,将产生类似于“翼尖涡”的涡流。在桨尖位置,由于环形胶条的布置,桨尖将处在胶条所产生的台阶后的死水区中,因而不会出现“翼尖涡”,大大降低了桨尖线速度,从而减小了涡流噪声。如图3所示,其中上部较大面积的是桨毂剖面外形,由两根杆件固定在涵道内部,图中下部为涵道的翼型剖面,该翼型足以提供飞行器起飞及巡航过程中的各项要求。通过对风扇发动机的涵道贴上环形胶条和不贴环形胶条作对比,无胶条空气流动如图4a所示,当气流流过风扇尖端时,由于风扇尖端与涵道内表面流速差异,将产生类似于“翼尖涡”的涡流。因此,无论在起飞还是巡航过程中都将产生较大的噪音。贴有环形胶条的空气流动示意图如图4b所示,在桨尖位置,由于胶条的安置,桨尖将处在胶条所产生的台阶后的死水区中,因而不会出现图4a中的“翼尖涡”,从而减小了涡流噪声。通过涵道内壁有无环形胶条,对涵道左后侧30cm处噪声进行测试对比,结果如图6所示,横坐标为功率/kw,纵坐标为噪声强度/dBA。从图中发现,在相同功率下,贴条后的噪声强度较未贴条有明显降低。这种效应在低功率时尤其明显,差值最大可达30分贝。通过涵道内壁有无环形胶条,对涵道左前侧30cm处噪声进行测试对比,如图7所示,在同等功率下,涵道贴条后比未贴条的噪音分贝值低,实际测试时人耳可明显感觉到贴条后的涵道声音更柔和,低速时涵道贴条后噪音会相对低很多。本专利技术验证了该方法对于涵道风扇发动机降噪的适用性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低涵道风扇噪声的方法,其特征在于,具体为:针对桨尖与涵道内壁之间的间隙,在涵道内壁,扇尖位置前6毫米处,贴有宽20毫米,高4.5mm毫米的环形胶条,并做平滑处理;由此,当气流流过风扇尖端时,由于风扇尖端与涵道内表面流速差异,将产生类似于“翼尖涡”的涡流;在桨尖位置,由于环形胶条的布置,桨尖将处在胶条所产生的台阶后的死水区中,因而不会出现“翼尖涡”,大大降低了桨尖线速度,从而减小了涡流噪声。

【技术特征摘要】
1.一种降低涵道风扇噪声的方法,其特征在于,具体为:针对桨尖与涵道内壁之间的间隙,在涵道内壁,扇尖位置前6毫米处,贴有宽20毫米,高4.5mm毫米的环形胶条,并做平滑处理;由此,当气流流过风扇尖端时,由于风扇尖端与涵道内表面流速差异,将产生类似于“翼尖涡”的...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐强田云欧阳星张文祺高志忠
申请(专利权)人:武汉卓尔无人机制造有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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