Varför är inte moderna helikoptrar tystare?

18

Bor närmare en Sikorsky-fabrik, kan jag intyga att moderna civila (och militära) helikoptrar är ganska bullriga. Jag hade hört det som beror på att deras huvudrotortips går snabbare än ljudets hastighet. De är i alla fall betydligt starkare än lätta flygplan, turboprop och till och med några jetliners.

Detta har resulterat i att helikoptrar är förbjudna från tillvägagångssätt och landning i vissa jurisdiktioner.

Det verkar dock att teknikerna för ljudreducering av helikoptrar har varit kända sedan åtminstone 1970-talet ( The Quiet One ) än mindre de stealth helikoptrar som används i Bin Laden raid.

Det vill säga, en del av lösningen verkar vara att använda fler rotorblad, samtidigt som rotorns hastighet minskar. Det finns också modifieringar av rotorbladets spetsar att medan de kan klassificeras kan de härledas och omvända konstrueras.

Varför är helikoptrar så höga och varför är inte moderna helikoptrar tystare med tanke på vad vi vet och hur långt har vi kommit inom materialvetenskap och flygdesign?

Eller är det fråga om ekonomi (tystare == mindre ekonomisk) eller politik (nationell säkerhet förhindrar användning av ljudmigrerande teknik) eller något annat?

    
uppsättning RoboKaren 16.07.2015 17:23

3 svar

14

Det är en R & D och därmed slutligen ett kostnadsfördelningsbeslut. Stilla tekniker för helikoptrar är inte lika enkla som "hush-kit" för fastvingar, eftersom motorerna och rotorerna är en mycket mer integrerad del av hela flygplanet. Så att integrera dessa funktioner i en civil helikopter är en mycket mer inblandad process än att byta blad på en turboprop eller sätta hush ringar på avgaserna av äldre flygplan motorer. Ändring av rotorns fysikaliska egenskaper (lyft, inducerad dragning, tröghetsmoment) kräver kompensationsändringar i motorn. kortare blad minskar hissen som kräver högre varvtal, fler blad ökar MOI som kräver mer vridmoment, etc. Dessa motorbyten kommer i sin tur att kräva ändringar av svansrotoregenskaper, och kan också kräva ram- och kroppsjusteringar mm etc.

De flesta helikoptrar i civilt bruk idag, som Bell 200-serien, Sikorsky S-70-familjen, Dauphin etc, är Vietnam-era-design, nästan oförändrade, spara för några mindre tweaks på samma sätt som inkrementella motorförbättringar eller nya avionicsystem . De byggs fortfarande och flög eftersom de arbetar ; ta de rigorösa provningstesterna som krävs av något luftfartssystem och kraven på underhåll och inspektion av fastvingade flygplan och lägg till ytterligare en försiktighetsnivå för den inneboende instabiliteten och bristen på felsäkerhetsskåp vid utformningen av ett roterande vingsflygplan och du Jag har en aning om vad som krävs för att få en ny helikopter känd för GA-användning. Om helikopterns motor skär ut eller kastar ett stötblad, kan du inte bara glida ner till marken på samma sätt som en fast vinge. Så, alla ändringar du gör till en grundläggande, beprövad design skulle vara föremål för extrem skepticism och testning av både luftfartsmyndigheter och ägare, för att inte säga något om att börja från början. Detta minskar den ursprungliga försäljningen av en ny modell på den civila marknaden, vilket ökar återbetalningsperioden för din R & D för att utveckla denna nya design.

För det andra, till och med på grund av denna tveksamhet från GA att anta nya chopper-mönster, är finansieringens tillgänglighet för att undersöka och utveckla en ny civil helikopterdesign dvärgad av militära intressen. Såsom nämnts har praktiskt taget varje design som du ser i himlen idag en militär stamtavla och utformades främst för detta ändamål, sedan civiliserad för GA-användning (ett anmärkningsvärt undantag som Eurocopter Dauphin 2, som var etablerat i privat- och brottsbekämpningssektorerna före militärer tog en titt). Som ett resultat är mycket av de nyaste stealth-teknologierna som är tillgängliga för helikoptrar, inklusive bullerreducering, starkt klassificerade. Till exempel, modifieringarna av UH-60-talet som användes i Bin Laden-raidet; civila vet egentligen bara, att de svarta Blackhawksna existerar, som hur de ser ut och deras prestanda / brusegenskaper är alla fortfarande hemliga. Det har inte stoppat den mänskliga fantasin; konstnärvisningar inklusive konceptkonsten för Zero Dark Thirty flödar.

Den civila tyst-copter-tekniken som inte klassificeras, som Eurocopters "Blue Edge" -bladsdesign, skyddas mestadels av internationellt patent. Bell eller Sikorsky kan inte bara vända om Blue Edge-bladet och hålla det på sina choppers. En självständigt utvecklad design måste vara tillräckligt stor för att vara patenterbar, vilket förmodligen innebär att den blir mer komplex och komplexitet är ett dåligt ord i luftfart, eftersom det innebär ökad sannolikhet för systemfel eller operatörsfel. De andra vägarna skulle vara att antingen licensiera Blue Edge från Eurocopter (öka kostnaden för en Bell eller Sikorsky Blue Edge-utrustad modell) eller vänta 15-20 år tills patentet löper ut (ytterligare fördröjning av omfattande adoption av tekniken utöver ett varumärke).

    
svaret ges 16.07.2015 18:37
3

En stor del av bullret som produceras av rotorvingarna kommer från drivsystemet. Motorerna själva gör lite ljud och det är tekniskt oförståeligt att göra dem tystare.

    
svaret ges 21.07.2015 02:00
0

Piloterna gick med i Vietnamkriget, säger att UH-1-helikoptrar gör bränsle och olja till "Vibration and Noise" :) Svaret du valt är det bästa svaret på din fråga. Jag har inget att säga över det. Jag vill bara lägga till att designa en helikopter är inte en lätt sak. Det finns många saker du måste tänka och beräkna innan du bygger en prototyp.

Medan du kan flyga ett flygplan av papper, kan du inte flyga en helikopter av papper.
Jag beundrar allt arbete bakom att designa en helikopter. Den första helikoptern byggdes och flögs 1936: länk Och en av de första männen i historien som har åstadkommit den unpowered-bemannade flygningen är Hezarfen Ahmed Celebi. Han har flugit med de vingar han har designat och flugit ca 2 mil. När? Runt 1630! : länk

Så, helikoptrar och flygplan är olika typer av flygplan. Medan helikoptrar har hundratals rörliga eller roterande delar, har vissa flygplan inga roterande delar än gyros:)

Eftersom tekniken förbättras kommer helikopterns brus att bli lägre. Jag är säker på det. Precis som gammal typ av hårddiskdrivare vs solid state-diskar. Medan tidigare har många rörliga delar och har mycket ljud, har senare ingen rörliga delar och inget ljud.

    
svaret ges 10.05.2018 23:21