ABD Ordusu, daha sessiz ve gizli helikopterler için araştırma yapıyor

ABD Ordusu, daha sessiz, daha gizli helikopterler tasarlama çabaları kapsamında eVTOL uçaklarının ve koaksiyel rotorların akustik özelliklerini inceliyor.

Helikopterlerin birçok avantajı var, ancak dezavantajlarından biri, uçuş sırasında çıkardıkları yüksek gürültüsü. Bunun sebebi, kanat-girdap etkileşimi.

Bu basit bir açıklama; ancak birbirine yakın ve yüksek hızda dönen bir dizi uzun, ince ve esnek kanatların aerodinamiği inanılmaz derecede karmaşıktır. ABD Ordusu Savaş Yetenekleri Geliştirme Komutanlığı ve Ordu Araştırma Laboratuvarı, Uber ve Austin'deki Texas Üniversitesi ile işbirliği içinde, savaş alanı için tamamen sessiz bir helikopter üretmek mümkün olabileceği umuduyla birden fazla küçük, dağıtılmış rotor kullanan eVTOL araçlarının akustiğini inceliyor.

Temel fikir, daha küçük rotorların daha büyük geleneksel rotorlardan farklı ses imzalarına sahip olmasıdır, çünkü sesler farklı fiziksel mekanizmalar tarafından oluşturulur. Geleneksel bir rotor gürültüsü, havanın rotorlar tarafından yer değiştirdiği kalınlık gürültüsünden ve rotor kanadı üzerinden akarken havanın kaldırma ve sürükleme kuvvetlerinden gelen yük gürültüsünden gelir. Bunlar tonal gürültüyü oluşturur.

Bir eVTOL’daki daha küçük rotorlar, geniş bant gürültüsü üretmek için türbülans yoluyla gürültü oluşturma eğiliminde olur. Araştırmacılara göre bu, tonal gürültüsünden farklı bir şekilde ölçeklenir ve bir noktada ona baskın olabilir.

Çalışma, elektrik motorlu bir test standı üzerinde bir dizi rotor konfigürasyonu kullanarak saha testlerini ve bilgisayar modellerinin kullanımını içeriyor. Testler için, stantlara dokuz mikrofon bağlandı ve gürültü, iki program -Rotorcraft Kapsamlı Analiz Sistemi (RCAS) ve PSU-WOPWOP-kullanılarak çalıştırılan modellerle karşılaştırmalar için kaydedildi.

Laboratuvarın Araç Teknolojisi Müdürlüğünde, ordu araştırma mühendisi olan Dr. George Jacobellis, "RCAS, kanatların üzerindeki aerodinamik yükleri veya kuvvetleri, ayrıca kanatların bükülmesini hesaplar." diyor. "Bu bilgi, rotor tarafından üretilen gürültüyü hesaplayan PSU-WOPWOP'a girdi olarak kullanmak için gereklidir. İki programı birbirine bağlamak için grubumuz yoğun bir mesai harcadı. "

Ekip, eVTOL rotorlarının akustiğini incelerken, aynı zamanda birleştirilmiş rotorlar olarak da bilinen eş eksenli birlikte dönen rotorları da ele aldı. Adından da anlaşılacağı gibi burada, rotor kanatları aynı düzlemde olmak yerine eksen üzerinde farklı yüksekliklere yerleştirilmişlerdir. Ekip bu araştırmasıyla, eşit aralıklarla yerleştirilmiş rotor kanatlarının en düşük gürültü seviyesini yakaladığını veya yaklaşık olarak geleneksel bir rotorun gürültüsünü oluşturduğunu buldu.

Jacobellis, "Birleştirilmiş rotorun eVTOL uygulamaları için faydalı olabileceğini düşünüyorum" diyor. "Tasarım için ek serbestlik derecesi, sonuçlarda gösterilen akustik imzanın verimliliğinde ve kontrolünde kazanımlara imkan tanıyacak. Bununla birlikte, eksenel aralıkla gürültü azaltımını ölçmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. "

Kaynak: Newatlas, Army.mil