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直升机涵道尾桨气动噪声特性风洞试验研究

丁存伟 周国成 陈宝 仲唯贵

丁存伟, 周国成, 陈宝, 等. 直升机涵道尾桨气动噪声特性风洞试验研究[J]. 实验流体力学, 2023, 37(3): 107-112 doi: 10.11729/syltlx20210186
引用本文: 丁存伟, 周国成, 陈宝, 等. 直升机涵道尾桨气动噪声特性风洞试验研究[J]. 实验流体力学, 2023, 37(3): 107-112 doi: 10.11729/syltlx20210186
DING C W, ZHOU G C, CHEN B, et al. Experimental study on aerodynamic noise characteristics of helicopter ducted tail rotor[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2023, 37(3): 107-112 doi: 10.11729/syltlx20210186
Citation: DING C W, ZHOU G C, CHEN B, et al. Experimental study on aerodynamic noise characteristics of helicopter ducted tail rotor[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2023, 37(3): 107-112 doi: 10.11729/syltlx20210186

直升机涵道尾桨气动噪声特性风洞试验研究

doi: 10.11729/syltlx20210186
详细信息
    作者简介:

    丁存伟:(1987—),男,黑龙江齐齐哈尔人,高级工程师。研究方向:航空声学设计和试验技术。通信地址:黑龙江省哈尔滨市平房区祥云路6号(150001)。E-mail:dingcunwei@126.com

    通讯作者:

    E-mail:dingcunwei@126.com

  • 中图分类号: V211.7

Experimental study on aerodynamic noise characteristics of helicopter ducted tail rotor

  • 摘要: 基于中国航空工业空气动力研究院FL–52航空声学风洞试验条件,对直升机涵道尾桨模型的气动噪声特性进行了试验研究。对试验数据进行了射流剪切层影响修正,获得了涵道尾桨在悬停、前飞状态下的噪声频谱及远场指向性。分析了噪声随桨尖马赫数的变化规律,结果显示涵道尾桨气动噪声符合载荷噪声特性。对比了桨叶沿桨毂周向分布规律对气动噪声频谱特征的影响。获得了悬停和前飞状态下涵道对噪声传播的遮蔽效果影响,悬停状态下尾桨旋转平面内噪声降低约2 dB,前飞状态下尾桨旋转平面内噪声降低5~8 dB。
  • 图  1  尾桨试验模型

    Figure  1.  Test models of ducted tail rotor

    图  2  风洞内涵道尾桨试验系统

    Figure  2.  Ducted tail rotor test system in aero-acoustic wind tunnel

    图  3  远场测点布置示意图

    Figure  3.  Diagram of noise measurement points

    图  4  射流剪切层构建Snell定律

    Figure  4.  Scheme of Snell law in the shear-layer

    图  5  尾桨模型Rotor1总距25°噪声频谱

    Figure  5.  Noise spectrum of Rotor1 at total pitch angle of 25°

    图  6  尾桨模型Rotor2总距25°噪声频谱

    Figure  6.  Noise spectrum of Rotor2 at total pitch angle of 25°

    图  7  尾桨模型Rotor1总距20°噪声频谱

    Figure  7.  Noise spectrum of Rotor1 at total pitch angle of 20°

    图  8  悬停状态下涵道尾桨噪声指向性

    Figure  8.  Directivity of ducted tail rotor noise in hover state

    图  9  前飞状态下的噪声指向性

    Figure  9.  Directivity of ducted tail rotor noise in forward flight

    图  10  尾桨模型Rotor1前飞状态噪声频谱

    Figure  10.  Noise spectrum of Rotor1 in forward flight

    图  11  尾桨模型Rotor2前飞状态噪声频谱

    Figure  11.  Noise spectrum of Rotor2 in forward flight

    表  1  FL–52风洞性能参数

    Table  1.   The performance parameters of FL–52 wind tunnel

    参数
    开/闭口试验段截面尺寸2 m(宽) × 1.5 m(高) × 6.3 m(长)
    试验段长度6.3 m
    开口试验段最大风速100 m/s
    闭口试验段最大风速110 m/s
    消声室尺寸16 m(宽) × 11.5 m(高) × 15.5 m(长)
    背景噪声< 74.6 dB(A)
    (开口试验段最大风速80 m/s时)
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    表  2  试验模型主要参数

    Table  2.   Experimental model parameters

    参数
    桨叶直径0.667 m
    桨叶数目10 片
    桨毂直径0.27 m
    桨尖与涵道间隙3 mm
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    表  3  来流风速30 m/s下剪切层修正角度

    Table  3.   Correction results of jet shear layer at the velocity of 30 m/s

    麦克风修正前角度修正后角度 修正量
    R180°80.43° 0.43°
    R290°90.36° 0.36°
    R3100°100.28° 0.28°
    R4110°110.18° 0.18°
    R5120°120.12° 0.12°
    R6130°130.07° 0.07°
    R7180°180.00°
    下载: 导出CSV

    表  4  2种试验模型悬停状态典型频率对比

    Table  4.   Typical frequency of two test models in hover

    频率/Hz声压级/dB
    Rotor1Rotor2
    10055.561.7
    30046.267.4
    40054.966.5
    50070.961.3
    60044.669.4
    100065.248.5
    150061.551.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-15
  • 修回日期:  2022-01-17
  • 录用日期:  2022-01-29
  • 刊出日期:  2023-06-25

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日