ОСОБЛИВОСТІ ГЕНЕРАЦІЇ BVI-ШУМУ РОТОРА ГЕЛІКОПТЕРА НА РЕЖИМІ «ВИХРОВЕ КІЛЬЦЕ»

Анотація

Під час вертикального, або майже вертикального, зниження гелікоптера навколо ротора утворюється тороїдальне «вихрове кільце». Вивченню аеродинамічних параметрів течії в даному режимі польоту приділено достатньо уваги. Досліджено зміну основних силових характеристик роботи гелікоптера в режимі «вихрове кільце». Однак для більш детальнішого вивчення даного режиму необхідно мати інформацію про звукове поле, яке формується під час взаємодії ротора гелікоптера з «вихровим кільцем.» Виникає така задача: як впливає «вихрове кільце» на процес генерації звуку, часткової трансформації його у вібрації? У даній роботі поставлена і чисельно розв’язана задача генерації BVI-шуму ротора гелікоптера на режимі «вихрове кільце». Задача складається з аеродинамічної і акустичної частин. Аеродинамічна частина задачі включає в себе систему рівнянь Ейлера і нерозривності. Акустична частина задачі складається з раніше отриманої автором системи рівнянь, що описує процес генерації і поширення звуку. На її основі вивчено ближнє звукове поле. Чисельний розрахунок дальнього звукового поля виконаний на основі інтегрального представлення. Використана в роботі модель вважається перехідною, наближеною, оскільки виникаючі на поверхні інтенсивні вібрації не є малими величинами. Не дивлячись на те, що в ній враховані лише малі акустичні збурення, вона дозволяє наблизитися до опису вібрацій, виділити їх серед акустичних коливань, які виникають в процесі генерації звуку. Аналіз безрозмірних пульсацій щільності говорить про те, що на режимі роботи ротора «вихрове кільце» на поверхні лопаті реалізуються 3-4 серії поперечних коливань, вібрацій. Ці поперечні вібрації є досить небезпечним явищем, оскільки можуть призвести до інтенсивних згинальних коливань лопаті, її руйнування під час флатера. Зазначимо, що область, де реалізуються дані вібрації, істотно більше, ніж для випадку літакової посадки вертольота. Для більш вигнутої лопаті вібраційна область компактною зосереджена у порівнянні з лопаттю з меншим вигином. Шум, що генерується при цьому, має низькочастотний характер та на 10-20дБ вище шуму літакової посадки гелікоптера. Основна енергія його міститься в перших 7-8 гармоніках, значним чином посилених вібраційною складовою частиною шуму. Ці особливості ідентифікують режим «вихрове кільце», що дозволяє на практиці подальше вдосконалення системи безпеки польоту.