直升机动力系统三大主要动部件噪声问题简介

直升机旋翼噪音控制的研究直升机作为一种重要的航空器，具有独特的垂直起降特性，广泛应用于军事、警用、民用等领域。

然而，直升机的旋翼噪音一直是其发展中的一个难题。

直升机的旋翼噪音不仅给人们的生活和工作带来困扰，也对飞行员的健康和安全造成潜在威胁。

因此，直升机旋翼噪音控制成为了研究的热点问题。

1. 直升机旋翼噪音的来源和特点直升机的旋翼噪音主要来源于旋翼的气动噪声和机械噪声。

气动噪声是由旋翼在飞行时产生的气动力作用导致的，机械噪声则是由旋翼和传动系统的震动和噪声传递引起的。

直升机的旋翼噪音具有高频、尖锐、严重的随机性和不确定性等特点，给附近的居民和救援工作带来了很大的困扰。

2. 直升机旋翼噪音控制的方法为了控制直升机旋翼噪音，研究人员采取了多种控制方法，包括改善旋翼设计、调整旋翼转速、喷射流控制、传声器控制等。

2.1 改善旋翼设计改善旋翼设计是减少旋翼噪音的重要手段之一。

通过改变旋翼的几何形状和叶片表面的光滑程度等来减少气动噪声。

例如，采用减弱扰动的叶片设备和先进制造工艺可以减少叶片表层面的湍流生成，降低旋翼气动噪声的产生。

2.2 调整旋翼转速旋翼转速的调整对直升机旋翼噪音的控制也有很大的影响。

旋翼转速较低或较高时，旋翼噪声的强度都相对较小。

但是，旋翼转速调整也会影响直升机的飞行性能，需要综合考虑。

2.3 喷射流控制利用喷射流控制可以减小旋翼的阻力和噪声，降低振动和气动噪声。

喷射流控制通过喷射适当的气流来改变旋翼的气流分布，减少旋翼的气流不稳定性和湍流能量，从而减小旋翼噪声。

此外，还可以采用先进的环扭流技术来减小旋翼尖端湍流引起的噪声。

2.4 传声器控制传声器控制是一种基于主动噪声控制的方法，可以通过在旋翼周围放置传声器，采集旋翼噪声信号，然后将相应的控制信号输入到传声器中来抵消旋翼噪声。

传声器控制需要采用计算机进行实时控制，具有很高的技术要求。

3. 直升机旋翼噪音控制的现状和趋势目前，各国研究机构和企业对直升机旋翼噪音控制进行了大量的研究，并取得了一些进展。

直升机座舱噪声控制技术研究及应用近年来，随着直升机使用的广泛，座舱噪声成为了一个越来越重要的话题。

直升机座舱噪声会对机组人员的健康、工作效率和生产效率造成负面影响。

在这种情况下，如何控制直升机座舱噪声成为了一个紧迫的问题。

本文将从直升机座舱噪声的定义、来源以及控制技术等方面进行探讨。

一、直升机座舱噪声定义直升机座舱噪声是指直升机飞行时，由于旋转机翼、旋转叶片和发动机等设备产生的声音所形成的噪声。

直升机座舱噪声的声压、声强等指标均会给机组人员的健康造成负面影响。

二、直升机座舱噪声来源直升机座舱噪声的主要来源是发动机噪声、旋翼噪声、空气力学噪声和机体振动噪声等。

发动机噪声和旋翼噪声是直升机座舱噪声的最大的贡献者。

发动机噪声是指发动机工作时所产生的机械噪声和排气噪声。

机械噪声是由于发动机内部机械运动时所产生的声音，而排气噪声则是由于排气气流与狭窄的排气孔之间所产生的声音。

旋翼噪声是由于直升机的旋转翼片在飞行时所产生的噪声。

旋翼噪声是直升机座舱噪声的主要来源之一。

由于旋翼叶片的旋转速度很高，因此在近距离处会造成较大的声压级。

空气力学噪声是由于机身表面气流流动而产生的噪声。

机体振动噪声则是由于机身震动所产生的声音。

三、直升机座舱噪声控制技术为了降低直升机座舱噪声，目前已经有多种控制技术被提出并进行了实践。

1.隔音设计直升机座舱隔音设计是指在设计直升机时采取一系列措施，来减少直升机座舱噪声。

这种技术是最基本的噪声控制技术之一。

隔音设计需要从多个方面入手，如隔音材料的选择、座舱隔音结构的设计、宽带噪声控制、声学透明材料等等。

2. 直升机外部降噪直升机的外部降噪是一个更加有挑战性的问题。

直升机飞行过程中旋翼产生的噪音在空气中传播然后反射回到地面，进而形成地面噪声。

为降低直升机地面噪声，需要采用一系列控制技术。

例如，利用旋翼尖端音速减小旋翼噪音的传播、使用吸声材料和振动控制等等。

3.主动消噪技术主动消噪是指通过一系列技术手段，对直升机座舱噪声进行实时响应和控制。

直升飞机振动降噪技术的研究直升飞机一直是航空领域的重要组成部分。

但与固定翼飞机相比，直升飞机通常飞行速度较低，而且会产生大量的噪音和振动。

这不仅会影响机上人员的健康和舒适度，而且会对直升机的性能和寿命产生负面影响。

因此，研究直升飞机振动降噪技术已成为目前航空工程领域的热点之一。

1. 振动和噪音的来源在直升飞机的运行过程中，会产生多种来源的振动和噪音，主要包括以下几个方面：1.1 主旋翼振动和噪音直升机的主旋翼是产生升力的关键部件，也是直升机振动和噪音的主要来源之一。

主旋翼会产生的振动和噪音包括旋翼片通过空气产生的气动声、旋翼片的弯曲振动、螺母振动等。

1.2 尾旋翼振动和噪音尾旋翼的振动和噪音主要来自旋翼片和推进器的气流相互作用产生的噪音和振动。

1.3 发动机振动和噪音发动机是直升机的动力来源，但也是造成直升机振动和噪音的重要来源之一。

发动机的振动和噪音会传输到整个飞机结构中，并且对周围环境产生一定的影响。

2. 振动和噪音的危害直升飞机的振动和噪音不仅会影响机上人员的健康和舒适度，而且会对飞机自身的性能和寿命产生负面影响。

2.1 健康和舒适度直升飞机振动和噪音会对机上人员的身体产生影响，特别是在长时间飞行时会引起疲劳、头痛、失眠等不适症状。

这种疲劳现象会对乘员的工作和生活产生负面影响。

2.2 性能和寿命直升机振动和噪音会影响整个飞行器的性能和寿命，包括机身结构疲劳裂纹、位移和弯曲，以及机械元件的磨损和损坏等。

这些问题会影响直升机的安全性、可靠性和飞行维修成本。

3. 振动和噪音降低措施降低直升机振动和噪音的方法主要包括以下几个方面：3.1 设计优化直升机的设计优化是降低振动和噪音的关键。

在设计直升机时，应该考虑各种因素，如飞机结构、气动特性、发动机选择和飞行控制等。

通过充分考虑这些因素，可以在设计阶段最大限度地降低振动和噪音产生的可能。

3.2 材料优化材料的选择和优化对于降低振动和噪音也很关键。

一些新型的材料，如碳纤维和复合材料，具有较低的密度和高的强度，可以在一定程度上提高直升机的性能，并降低振动和噪音的产生。

对直升机传动系统故障诊断的探讨直升机传动系统是直升机的关键组成部分，负责将功率从发动机传输到旋翼系统，以产生升力和推力。

传动系统的故障可能导致直升机丧失动力，对飞行安全造成严重影响。

对直升机传动系统故障进行及时准确的诊断是非常重要的。

直升机传动系统故障的诊断可以通过以下几个方面展开：1. 故障指示器：现代直升机传动系统通常配备了故障指示器，可以监测系统的各项参数，并在出现异常时发出警报。

通过分析故障指示器的信息，可以初步判断故障的位置和性质，为后续的诊断提供重要线索。

2. 震动和噪声分析：直升机传动系统故障通常会导致机身和旋翼系统的震动和噪声增大。

通过使用加速度计和声学传感器等设备，可以对直升机进行实时监测，并对故障进行分析。

旋翼轴的偏摆会引起震动和噪声的突然增加，这可能是传动系统故障的表现。

3. 油液分析：直升机传动系统使用大量的润滑油进行润滑和冷却。

对润滑油进行定期的油液分析，可以检测到传动系统中金属颗粒和其他杂质的存在，以及油液的污染程度。

这些指标可以用来判断传动系统零部件的磨损情况，并预测潜在故障的发生。

4. 数据记录和分析：现代直升机通常配备了数据记录器，可以记录飞行中的各项参数，包括发动机和传动系统的工作状态。

通过对数据的记录和分析，可以发现传动系统异常的模式和规律，进一步指导故障的诊断和排除。

5. 人工诊断和检查：在故障检测的过程中，经验丰富的机械师和维修人员仍然是不可或缺的。

他们可以根据直升机的运行情况和故障表现，进行人工的诊断和检查，例如检查传动系统零部件的磨损程度、螺栓的松动情况等。

这种经验的结合与先进的故障诊断技术相互配合，可以提高故障诊断的准确性和效率。

直升机传动系统故障诊断是一项非常重要的工作，直接关系到飞机的安全和可靠性。

通过多种手段的综合应用，可以对故障进行准确、及时的诊断，为故障处理提供重要的依据。

航空发动机噪音与振动控制的研究与应用航空发动机是航空器的核心部件之一，发动机噪音和振动对飞机的运行安全和舒适度有很大影响。

因此，航空发动机噪音与振动控制的研究和应用一直是航空领域中的一个重要课题。

一、噪音和振动的产生原因航空发动机噪音和振动的产生原因主要有以下几个方面：1.气动噪音气动噪音是发动机高速旋转产生的空气随着转速高速搅动而产生的噪音。

气流在旋转部件的表面逐渐加速并形成高速气流，在某些结构上形成大量湍流，湍流的形成产生了频繁的气音振动。

2.机械噪音机械噪音是由于发动机旋转部件的非理想运动状态引起的，例如齿轮、轴承、活塞、连杆等零部件的摩擦和冲击。

由于工作条件的不同，这些零部件的振动和声音会发生变化，导致机械噪音的产生。

3.排气噪音排气噪音是由于发动机排出气体的高速流动，产生的类似于口哨声的噪音。

二、控制噪音和振动的方法为了控制航空发动机的噪音和振动，科学家们采取了以下几种方法：1.使用声学包采用声学包将整个发动机包裹起来，可以有效地减少机体内部的噪音和振动传导到外部的情况，使得机舱内的噪音和振动得到有效的控制。

2.降低旋转部件的振动采用高强度的材料和更好的制造工艺制造转子、活塞和连杆等零件，可以降低这些零件的振动，减少机体的振动和噪音。

通过精细加工可以减少内部零件之间的摩擦和冲击。

3.降低高速排气流的速度采用扩口排气管和其他排气降速设备，在排气过程中使高速气流减速，从而降低噪音和振动的产生，同时减少对地面和飞机上其他部件产生的干扰。

4.采用主动控制技术通过控制某些系统的振动、加速度、速度和频率等特征，可以使机械振动和气动振动得到更好的控制。

5.采用被动控制技术通过增加导流板、尾锥、离心式消声器等部件的数量，可以抵消因气体流动而产生的噪音和振动。

例如，增加导流板可以让气流更流畅，减少湍流的形成，从而降低噪音和振动的级别。

三、应用展望随着科技的进步，航空发动机噪音和振动控制技术将有望得到更好的应用。

直升机降噪技术摘要：直升机的噪声已经被列为与性能、安全性、可维护性等具有同等重要地位，并作为下一代直升机的重要设计指标之一。

本文介绍了直升机噪声的来源、降低直升机噪声的方法及噪声控制与噪声预测的新成果和新技术。

1引言随着直升机日益广泛的应用和发展，噪声问题越来越引起人们的重视。

民用直升机由于常在人口稠密的城区起飞、着陆以及低空慢速飞行，对周围环境严重的噪声污染将阻碍直升机的广泛使用，军用直升机外部噪声大会影响其隐蔽性，而直升机的舱内噪声则影响乘员舒适性，降低乘坐品质。

适航条例中已对民用直升机的噪声有严格的限制，未来20年直升机的技术性能指标明确提出舱内噪声<85dBA，军用飞机也把噪音指标作为直升机的设计要求之一。

2直升机噪声源直升机的噪声主要来自旋翼、尾桨、发动机、减速器和传动系统等。

旋翼噪声分为旋转噪声、脉冲噪声和宽带噪声。

旋转噪声包括厚度噪声和载荷噪声，由桨叶旋转过程中的力和空气体积脉动所引起，在噪声的低频部分处于支配地位，声能主要分布在旋翼通过频率上。

在低桨尖马赫数（0.5-0.7）时，载荷噪声占旋转噪声的主要部分。

脉冲噪声主要来源于桨涡干扰噪声（BVI）和高速前飞时由激波引起的脉冲噪声(HSI)。

BVI噪声是幅值很高的脉冲声发射，一旦出现，将掩盖其他的噪声，BVI噪声的出现与直升机的飞行操纵状态有关，如高速前飞，带前飞速度下降等。

HSI噪声一般是旋翼特有的，尾桨叶不会产生。

宽带噪声是桨叶上气流的随机脉动力引起，其声压时间历程连续分布，频率谱一般无突出的成分，声能主要分布在150-1000Hz范围。

通常宽带噪声比其他噪声能量低的多，振幅小得多。

旋转噪声和脉冲噪声是旋翼噪声的主要来源。

尾桨噪声与旋翼噪声相似，主要差别是一般不出现HSI噪声；由于尾桨转速比较高，厚度噪声非常严重；尾桨的气动环境比旋翼复杂，其谐波噪声的基频比旋翼高，生理感觉更强。

从远场频谱特性来看，尾桨噪声仅次于旋翼。

现代直升机大部分采用涡轮轴发动机，涡轮轴发动机噪声由两部分组成：进气部分的压缩机噪声和排气部分的排气噪声。

基于材料及结构的直升机噪声抑制技术研究进展李文智*, 曹瑶琴, 何志平（中国直升机设计研究所, 江西 景德镇 333001）摘要：直升机因其独特的飞行模式，实现了快速发展和在各个领域的广泛应用。

随着对直升机舒适性、低声污染性等要求的提出，其噪声问题成为亟须解决的问题。

本文以直升机外部噪声和内部噪声的主要产生来源及传播途径为切入点，综述了国内外基于材料及结构的直升机噪声控制现状，分别阐述了传统隔声材料、智能压电控制材料、声学超材料/结构、阻尼材料的噪声控制特性和效果，传统材料已不再适用于现阶段直升机轻量化减振降噪的需求，智能复合材料、新型吸声结构、声学超材料因其优异的降噪能力及降噪特点，将成为更具发展前景的减振降噪选择。

最后结合现阶段直升机减振降噪材料发展现状，提出未来直升机降噪材料/结构的发展趋势主要为主动降噪技术、共振吸声、超材料声学带隙、阻尼材料降噪等，并为直升机未来减振降噪材料/结构的研究发展方向提出了可行的研究思路。

关键词：直升机；减振降噪；材料；结构；发展现状及趋势doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000095中图分类号：V259 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2022)02-0001-10直升机因其垂直起降、空中悬停、无场地限制等特性，在医疗、运输、侦查、救援等领域得到广泛应用，人们对直升机的认识也通过不同途径得到了极大的提升。

与此同时，日益突出的直升机振动及噪声问题也越来越被关注，该问题一方面会影响装备自身的可靠安全运行，另一方面会对机舱内部人员的身心健康以及周围环境形成噪声危害，也会降低直升机的舒适性和隐蔽性[1]。

近年来，随着民用直升机市场的开拓，直升机行业对直升机噪声及其污染越来越重视，一些国家也已经或正在将直升机噪声水平列入适航条款要求[2]。

此外，在军用直升机领域，除舱内人员舒适性问题外，其隐蔽性问题最为突出。

随着声探测技术的发展，包括瑞典“直升机搜索装置”和英国的“警戒哨”预警系统在内的新型低空声探测系统，以及美、俄等国研发的新型声探测反直升机地雷的逐渐成熟和列装，严重威胁了军用直升机的战场生存能力。

航空器用发动机的噪声产生机制与消除技术航空器的发动机噪声是飞行过程中的主要噪声源之一，对飞行员和乘客的听力健康、航空器的性能和环境影响等方面都具有重要的影响。

因此，研究航空器用发动机噪声的产生机制并开发相应的消除技术变得尤为重要。

本文将介绍航空器用发动机噪声的产生机制和一些常见的消除技术。

发动机噪声的产生机制可以主要分为机械噪声和气动噪声两种。

机械噪声是由于发动机内部机械部件的摩擦、振动和冲击引起的，而气动噪声是由于发动机的进气、压缩、燃烧和排气过程中的气体流动引起的。

接下来，我们将详细探讨这两种机制。

机械噪声的主要源头包括气缸内部的活塞、连杆和曲轴等部件的振动与冲击，以及涡轮和压气机的振动与噪声引擎冷却系统也可能产生一定的噪声。

这些机械噪声主要通过发动机表面的固定点传导和辐射出来。

为减少机械噪声的产生，采用合理的机械设计和制造工艺非常重要。

例如，减震装置和隔音材料的应用可以有效地降低机械噪声。

此外，发动机的平衡和轴线的对中也是减少机械噪声的重要因素。

气动噪声是发动机进气、压缩、燃烧和排气过程中产生的噪声，主要包括进气噪声、压气机噪声、燃烧噪声和喷管噪声。

进气噪声是由于进气口和进气管道中的高速气流引起的，可以通过增加进气导流板、改变进气口形状和采用消音器等方法来减少。

压气机噪声是由于气体在压缩过程中产生的涡旋引起的，减少压气机噪声可以通过改变叶片的形状和增加缓冲层等方法来实现。

燃烧噪声是由于燃烧室内的高温和高压气体引起的，可以通过改变燃烧室的构造和燃料的喷射方式来降低。

喷管噪声是由于喷管内部高速气流的冲击引起的，可以通过改变喷管形状和加装消音器等手段来减少喷管噪声。

除了上述的机械噪声和气动噪声，还有其他一些工作过程的噪声，例如油泵和涡轮喷油嘴的噪声。

为了降低这些噪声的产生，可以采取一些相应的措施，例如使用低噪声材料和采用隔音罩等。

在消除发动机噪声方面，除了以上所提到的机械设计和制造工艺的改进外，还可以通过使用隔音材料覆盖发动机表面，增加吸音孔和吸音垫以减少噪声的反射和辐射；使用减震装置来降低噪声的传导；采用主动噪声控制技术，例如反向噪声发生器和声学屏障等来抵消噪声。

对直升机传动系统故障诊断的探讨直升机传动系统是指直升机发动机与旋翼之间的动力传递机构，主要包括发动机、离合器、传动箱、转向系统和主旋翼的传动系统等。

这些传动系统在直升机的飞行过程中起着至关重要的作用。

一旦传动系统出现故障，将会严重影响直升机的飞行安全性和操作性。

直升机传动系统故障的一般表现有以下几种：振动过大、噪音异常、温度升高、可视零部件异物或磨损、传动系统结构松动或损坏等。

这些故障往往是由传动系统的零部件磨损、结构松动、润滑油不足等引起的。

为了及时发现和排除故障，保障直升机的飞行安全，对传动系统进行故障诊断是非常重要的。

直升机传动系统故障的诊断方法主要分为经验判断和先进的监测技术两种。

一、经验判断法经验判断法是通过飞行员根据自身经验和感觉，结合直升机的飞行状态和表现来判断传动系统是否出现故障。

飞行员可以根据直升机的振动、噪音、温度和其他指标的变化来判断传动系统是否正常。

这种经验判断法受限于飞行员个人经验的局限性，容易造成主观误判，对故障的准确判断和处理不够及时。

二、先进的监测技术先进的监测技术主要包括智能化监测装置、传感器和故障诊断系统等。

这些技术可以通过实时监测直升机传动系统的状态参数，获取丰富的故障信息。

通过在传动箱上安装故障诊断传感器，可以实时检测传动箱的温度、压力、润滑油质量等参数，并将这些数据传输给飞行员的显示屏上。

飞行员可以根据这些数据来判断传动系统是否正常，并及时采取相应的措施。

除了智能化监测装置和传感器，故障诊断系统也是一种先进的监测技术。

故障诊断系统可以通过大数据分析和机器学习算法，对传动系统的故障进行智能判断和分析。

通过对历史故障数据的积累和追踪，系统可以识别出常见的传动系统故障特征，从而提高故障的准确性和及时性。

故障诊断系统还可以对传动系统进行健康评估和预测，提前预防潜在的故障。

对直升机传动系统故障的及时诊断是保障飞行安全的重要环节。

传统的经验判断法在一定程度上存在主观误判的风险，而先进的监测技术可以通过实时监测和数据分析来提高故障的准确性和及时性。

直升机动力系统三大主要动部件噪声问题简介直升机在飞行中产生的噪声一直是不容忽视的问题。

军用直升机噪声大会使其过早暴露；民用直升机由于常在人口稠密的城区起飞看陆以及低空慢速飞行，其噪声不仅会对市民及乘员的健康带来不利影响，甚至影响到直升机的市场销售。

因此，从动力系统入手，降低直升机噪声一直是现代直升机设计中的一个重要研究方向。

涡轴发动机、传动系统及旋翼系统作为三大主要动部件，是直升机绝大部分噪声来源。

涡轴发动机转子转速一般在20000〜60000r/min , 旋翼系统转速范围一般不超过500r/min ,而传动系统是将高转速发动机功率转化为低转速旋翼空气动力的桥梁，其传动链上各级齿轮转速介于旋翼低转速与发动机转子高转速之间，因此直升机噪声频率从低到高，涉及范围很大，其动力系统产生噪声的机理、传播途径及影响范围又各不相同，这给直升机噪声硏究带来了很大挑战。

涡轴发动机噪声随着环境保护观念深入人心，各国适航条款对发动机噪声排放提出了明确要求，航空燃气涡轮发动机噪声研究的重要性获得了广泛认同。

但是，航空燃气涡轮发动机噪声硏究工作主要还是围绕大型涡扇发动机的降噪需求展开，专门针对涡轴发动机的噪声研究比较少见。

虽然涡扇发动机噪声硏究方法及成果可以给涡轴发动机设计提供参考，但是由于涡轴发动机转速远高于涡扇发动机，因此有必要开展相关噪声的专门研究。

涡轴发动机主要噪声来源于气流通道中引起的气动噪声以及发动机结构振动产生的机械噪声,其中气动噪声与结构振动相互耦合，使得发动机噪声硏究成为异常复杂的多物理场耦合问题。

涡轴发动机噪声测试通常在专业的地面声学试车台上进行，其目的在于明确发动机噪声特性，通过诊断程序判别发动机具体的噪声源，以及为满足飞机噪声适航审定的要求而获取噪声数据。

对航空燃气涡轮发动机噪声的硏究，基本上都是在户外试车台或消声室等理想声场内进行。

透博梅卡公司在阿赫尤（Arrius-2B2 ）涡轴发动机的进气口和排气口上加装声衬,法国航空航天局（ONERA ）利用大规模的3D传声器阵列技术在户外试车台上专门测量了阿赫尤的噪声级数据，验证了这项改动能使整台发动机降低7dB噪声。