劉孝輝,徐新喜,白 松,楊 猛,王 偉
(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所,天津 300161)
直升機(jī)具有垂直起落、空中懸停、機(jī)動(dòng)靈活、無需專用地面跑道[1]等特點(diǎn),在近地武裝攻擊、偵查巡邏、物資輸送、傷病員緊急救治輸送等軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。軍用直升機(jī)振動(dòng)噪聲水平,是影響直升機(jī)安全性、舒適性、使用壽命和機(jī)載設(shè)備工作可靠性的重要因素。美國陸軍航空兵司令部早在1993年的“未來直升機(jī)發(fā)展計(jì)劃”中就明確提出了將直升機(jī)振動(dòng)和噪聲水平降低50%的要求,歐洲直升機(jī)公司也在其“未來十年發(fā)展計(jì)劃”中提出了降低直升機(jī)振動(dòng)與噪聲水平,使直升機(jī)外部噪聲達(dá)到低于IACO標(biāo)準(zhǔn)10epndB,艙內(nèi)噪聲達(dá)到80dB以下的要求[2]。我國目前裝備的軍用直升機(jī)定常飛行狀態(tài)座艙振動(dòng)加速度幅度一般在0.10g-0.25g之間,比民用噴氣飛機(jī)惡劣,艙內(nèi)噪聲總聲壓級(jí)高達(dá)110~120dB[3]。軍用直升機(jī)振動(dòng)與噪聲聯(lián)合作用環(huán)境,不僅會(huì)降低直升機(jī)結(jié)構(gòu)部件疲勞強(qiáng)度,影響機(jī)載設(shè)備正常工作,還會(huì)干擾飛行員正常工作,降低空勤人員工效性和舒適性,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致生理疾病。研究資料顯示,直升機(jī)40%的事故都與振動(dòng)有關(guān)。直升機(jī)振動(dòng)與噪聲環(huán)境會(huì)引起人體腦中樞機(jī)能下降,容易產(chǎn)生眩暈、疲勞等身體不適,長(zhǎng)期暴露在振動(dòng)噪聲環(huán)境中的空勤人員普遍存在脊柱、腰部、胃腸道疾?。?];與其它機(jī)種飛行員相比,直升機(jī)飛行員聽力異常發(fā)生率更高[5-8]。因此,關(guān)于軍用直升機(jī)振動(dòng)與噪聲控制技術(shù)的研究就顯得尤為重要。
軍用直升機(jī)激振力主要來自旋翼、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng),系統(tǒng)振動(dòng)傳遞路線如圖1所示[9]。傳統(tǒng)的軍用直升機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)主要通過采用無源的慣性、彈性、阻尼元件轉(zhuǎn)移、吸收、隔離系統(tǒng)振動(dòng)能量,又稱振動(dòng)被動(dòng)控制技術(shù)或無源控制技術(shù)。振動(dòng)被動(dòng)控制技術(shù)主要從降低或吸收直升機(jī)振源能量、控制振動(dòng)傳遞路徑、控制受控對(duì)象響應(yīng)三個(gè)方面進(jìn)行減振。
圖1 軍用直升機(jī)振動(dòng)傳播路線圖
1.1.1 振源振動(dòng)控制
任何降低和吸收振源振動(dòng)能量的方法都有利于控制直升機(jī)整機(jī)振動(dòng)水平。采用高強(qiáng)度、大模量、低密度的復(fù)合材料,利用動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和復(fù)合材料裁剪技術(shù),優(yōu)化槳葉外形,能夠在減少直升機(jī)振源能量的同時(shí),降低直升機(jī)氣動(dòng)噪聲水平[10];采用吸振元件對(duì)旋翼進(jìn)行吸振處理,吸收旋翼振動(dòng)能量,如美國的OH-6A直升機(jī)在旋翼單片槳葉上安裝兩只離心擺式吸振器對(duì)旋翼進(jìn)行直接吸振,100Km飛行試驗(yàn)表明,座艙振動(dòng)水平從 1.8m/s2下降到0.5m/s2,下降了72%,我國的直 -6上也在旋翼槳榖上應(yīng)用雙線擺式吸振器,使座艙位置縱、側(cè)向振動(dòng)降低了60%,主減速器架的交變應(yīng)力降低了45%[11]。
1.1.2 振動(dòng)傳遞路徑控制
振動(dòng)傳遞路徑控制主要通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、柔性連接、阻尼減振等手段在振動(dòng)載荷傳遞路徑上減小振動(dòng)的傳遞。理論分析表明,采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論,使直升機(jī)機(jī)身與旋翼/主減速器系統(tǒng)彈性梁的連接點(diǎn)位于彈性梁在旋翼激勵(lì)主要成分作用下的受迫陣型節(jié)點(diǎn)附近,可顯著減小旋翼振動(dòng)載荷向直升機(jī)機(jī)身的傳遞;在機(jī)體與旋翼/主減速器系統(tǒng)之間采用彈性阻尼元件連接,阻隔發(fā)動(dòng)機(jī)或旋翼系統(tǒng)向機(jī)身所傳遞的激振力和激振力矩,能夠有效地降低直升機(jī)的振動(dòng)水平,如我國直-8、直-9就采用聚焦式隔振系統(tǒng)(旋翼/主減速器系統(tǒng)采用聚焦彈性方法與機(jī)體固定,如圖2所示),在巡航狀態(tài)下,駕駛員座椅安裝地板處的垂直振動(dòng)水平降至0.15g左右[11]。
圖2 聚焦式隔振原理圖
1.1.3 受控對(duì)象響應(yīng)控制
軍用直升機(jī)各功能子系統(tǒng)及相應(yīng)設(shè)備對(duì)振動(dòng)的要求和耐受程度不同,有的系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)較為敏感。如俄羅斯的新型武裝直升機(jī)Ka-50,在研制過程中就出現(xiàn)因武器瞄準(zhǔn)具振動(dòng)響應(yīng)過大導(dǎo)致其無法鎖定目標(biāo)的情況[12]。受控對(duì)象響應(yīng)控制就是將振動(dòng)敏感對(duì)象作為受控目標(biāo),有針對(duì)性地進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)控制。常用的方法有:設(shè)計(jì)專門的減振平臺(tái),如某武裝直升機(jī)針對(duì)光電成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)專門的穩(wěn)定減振機(jī)構(gòu),提高光電設(shè)備成像質(zhì)量[13];采用動(dòng)力反共振隔振器對(duì)駕駛員、座艙、燃油箱進(jìn)行隔振,如美國的UH-2A直升機(jī);采用減振器,如俄羅斯的米系列直升機(jī)采用АД-*А空氣阻尼減振器、АПН全金屬減振器對(duì)機(jī)載電臺(tái)、整流器、調(diào)壓器、參數(shù)記錄儀等機(jī)載設(shè)備進(jìn)行減振[14],Mario Ceriani等人采用橡膠塊內(nèi)嵌阻尼技術(shù)對(duì)救護(hù)直升機(jī)機(jī)載擔(dān)架臺(tái)進(jìn)行隔振,以提高傷病員的乘臥舒適性,并申請(qǐng)了美國專利[15]。圖3為某直升機(jī)機(jī)載雷達(dá)采用的鋼絲繩減振方案[16]。
圖3 機(jī)載雷達(dá)設(shè)備隔振器安裝布置圖
傳統(tǒng)的振動(dòng)控制技術(shù)無需外界能量輸入,裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,控制成本低,技術(shù)較為成熟,在降低軍用直升機(jī)振動(dòng)水平領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但受自身固有特性制約,傳統(tǒng)的振動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)難以隨外界激勵(lì)變化而自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)環(huán)境并做出反應(yīng),即使采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也只能將其性能改善到一定程度,隔振頻譜范圍有限,對(duì)低頻振動(dòng)控制能力有限[17]。
軍用直升機(jī)振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù),是指在直升機(jī)飛行過程中,根據(jù)振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào),采取適宜的控制策略,改變受控對(duì)象參數(shù)或驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器向受控部位提供控制力,從而達(dá)到振動(dòng)控制目標(biāo)的技術(shù)。由于直升機(jī)旋翼系統(tǒng)對(duì)機(jī)身施加的周期性激勵(lì)是引發(fā)直升機(jī)振動(dòng)的主要原因,因此,軍用直升機(jī)振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)主要針對(duì)直升機(jī)旋翼系統(tǒng)引起的一階通過頻率下的周期振動(dòng)進(jìn)行控制。
1.2.1 高階諧波控制 (Higher harmonic control,HHC)
高階諧波控制主要采用閉環(huán)主動(dòng)控制系統(tǒng),根據(jù)直升機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)反饋信號(hào),采取一定的控制規(guī)律控制自動(dòng)傾斜器或單片槳葉調(diào)整槳距角變化來達(dá)到降低槳葉振動(dòng)的目的[18]。自動(dòng)傾斜器控制方法在美國OH-6A及法國SA349兩種機(jī)型上進(jìn)行過試驗(yàn)驗(yàn)證[19]。美國OH-6A飛行試驗(yàn)表明在低速范圍內(nèi)減振效果明顯,縱向可使振動(dòng)減少70~90%,整機(jī)振動(dòng)水平可減至0.05g以下;法國SA349飛行試驗(yàn)顯示,250km/h速度下,直升機(jī)座艙振動(dòng)水平降低了80%;單片槳葉控制方法在德軍的CH-53G直升機(jī)上進(jìn)行過試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明該方法可使貨艙振動(dòng)水平降低63%,特定位置上降低 90%以上[20]。
1.2.2 結(jié)構(gòu)響應(yīng)主動(dòng)控制(Active control of structural response,ACSR)
結(jié)構(gòu)響應(yīng)主動(dòng)控制主要通過在旋翼振動(dòng)載荷傳遞路徑上布置作動(dòng)器,根據(jù)直升機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)反饋信號(hào),按照一定的控制規(guī)律驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器向直升機(jī)受控部位輸出控制力,以達(dá)到“用振動(dòng)抑制振動(dòng)”的目的。與高階諧波控制方法相比,結(jié)構(gòu)響應(yīng)主動(dòng)控制的執(zhí)行元件布置在旋翼載荷的傳遞路線上,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響旋翼系統(tǒng)的工作狀態(tài),適航性能更好。目前,ACSR在EH101、UH-60、S-76、S-92等機(jī)型上都進(jìn)行過飛行試驗(yàn),在EH101直升機(jī)上的飛行試驗(yàn)結(jié)果顯示,直升機(jī)駕駛艙和客艙的平均振動(dòng)水平可降低70%~85%,在S-76直升機(jī)上的試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了美國陸軍制定的ADS-27要求[21],目前ACSR系統(tǒng)已成功應(yīng)用于定型后的EH101直升機(jī)。
1.2.3 主動(dòng)后緣襟翼控制(Actively controlled trailing edge flap,ACF)
主動(dòng)后緣襟翼控制主要通過在旋翼槳葉后緣處安裝由智能材料(壓電陶瓷晶體、磁致伸縮材料等)作動(dòng)器控制的襟翼,根據(jù)直升機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)反饋信號(hào),按照一定的控制規(guī)律改變槳葉后緣襟翼迎角,使伺服襟翼產(chǎn)生一個(gè)附加扭矩,平衡槳葉振動(dòng)[22]。德國BK-117直升機(jī)飛行試驗(yàn)結(jié)果顯示,采用主動(dòng)后緣襟翼控制后,巡航狀態(tài)下旋翼振動(dòng)降低了90%。與其它主動(dòng)控制技術(shù)相比,ACF控制伺服襟翼面積很小,完全不需操作系統(tǒng)中的液壓助力系統(tǒng),消耗功率較低,不存在適航性問題,具有很大的發(fā)展空間和應(yīng)用前景,目前已成為直升機(jī)減振、降噪的熱點(diǎn)。
軍用直升機(jī)噪聲源主要來自旋翼、尾槳、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等。按環(huán)境影響范圍可分為艙內(nèi)噪聲和艙外噪聲,艙內(nèi)噪聲主要對(duì)空勤人員及乘員的生理和心理產(chǎn)生影響,艙外噪聲主要對(duì)直升機(jī)的隱身性能、周邊環(huán)境等產(chǎn)生影響。
旋翼、尾槳噪聲分為旋轉(zhuǎn)噪聲、脈沖噪聲和寬帶噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲聲能主要分布在旋翼、尾槳槳葉的通過頻率上,具有純音性質(zhì)(諧波噪聲),在噪聲低頻段處支配地位;脈沖噪聲主要來源于槳-渦干擾噪聲(BVI)和高速脈沖噪聲(HSI),與旋翼噪聲不同,尾槳噪聲一般不會(huì)出現(xiàn)HSI噪聲,當(dāng)直升機(jī)出現(xiàn)脈沖噪聲時(shí),會(huì)大幅提高直升機(jī)噪聲水平;寬帶噪聲由槳葉上的氣流隨機(jī)脈動(dòng)引起,具有隨機(jī)、寬頻帶等特性,聲能主要分布在100Hz-1000Hz范圍,與其它噪聲相比,寬帶噪聲能量較低,幅值較小。因此旋轉(zhuǎn)噪聲和脈沖噪聲是旋翼、尾槳噪聲的主要來源。
我國目前所使用的軍用直升機(jī)一般采用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),如米 -171的 TB3-117BM發(fā)動(dòng)機(jī),直 -8A的WZ-6A發(fā)動(dòng)機(jī),直-9A的WZ-8A發(fā)動(dòng)機(jī)等。渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲主要包含兩部分:進(jìn)氣壓縮機(jī)噪聲與排氣噪聲。進(jìn)氣噪聲具有系列純音性質(zhì)、排氣噪聲具有隨機(jī)性質(zhì)。圖4為典型渦輪軸直升機(jī)噪聲頻譜圖[23]。
減速器噪聲主要是由齒輪嚙合誤差而產(chǎn)生的高頻嚙合激振力引起機(jī)匣、支架等結(jié)構(gòu)振動(dòng)向大氣輻射的結(jié)構(gòu)噪聲,該噪聲也具有純音性質(zhì)。
圖4 典型渦軸直升機(jī)噪聲頻譜圖
2.2.1 減振降噪
從理論上講任何減少軍用直升機(jī)噪聲源振動(dòng)的方法,都有利于直升機(jī)噪聲水平的降低。采用前面所述振動(dòng)控制方法對(duì)直升機(jī)進(jìn)行減振處理,都能夠在不同程度上降低直升機(jī)的整體噪聲水平。如德國BK-117直升機(jī)在采用ACF振動(dòng)控制后,在飛行試驗(yàn)中,不僅降低了旋翼振動(dòng)水平,還能夠有效降低旋翼脈沖噪聲,可使直升機(jī)噪聲水平下降6dB,該系統(tǒng)有望安裝在EC-145直升機(jī)上[24];在美國UH-60上應(yīng)用單片槳葉控制系統(tǒng)后,全尺寸風(fēng)洞試驗(yàn)表明,該機(jī)BVI噪聲水平可降低12dB左右[25]。
2.2.2 槳葉優(yōu)化設(shè)計(jì)
理論和試驗(yàn)表明,通過使用復(fù)合材料、采用先進(jìn)翼形、優(yōu)化槳葉形狀、減少槳尖葉片厚度、改變槳葉扭轉(zhuǎn)角,改進(jìn)旋翼氣動(dòng)性能,可直接顯著地降低直升機(jī)旋翼噪聲水平[26-27]。如美國RAH-66就采用后掠式旋翼槳尖降低旋翼噪聲,復(fù)合材料涵道式尾槳消除旋翼與尾槳?dú)饬鏖g的相互作用,可使直升機(jī)噪聲水平下降2-3dB。此外,由于采用了復(fù)合材料,槳葉葉型和彎曲度在整個(gè)翼展范圍內(nèi)都有變化,這種設(shè)計(jì)可使直升機(jī)在低速飛行時(shí)降低旋翼轉(zhuǎn)速,進(jìn)而達(dá)到降低旋翼噪聲的目的[28]。
2.2.3 減速器降噪
減速器齒輪嚙合頻率及其各階諧波產(chǎn)生的噪聲是直升機(jī)噪聲的重要組成,目前主要通過提高齒輪嚙合剛度、齒輪幅板附加阻尼層、對(duì)減速器殼體采用彈性懸置、優(yōu)化傳動(dòng)齒輪等措施達(dá)到減振降噪的目的。Lewicki等人就對(duì)改進(jìn)后的螺旋傘齒輪進(jìn)行了試驗(yàn)評(píng)估,試驗(yàn)利用直升機(jī)傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)在OH-58D直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)上進(jìn)行,試驗(yàn)結(jié)果顯示,在輸出75%扭矩下,減速器齒輪在嚙合頻率1905Hz和其諧波頻率3810 Hz下的聲功率和降低了6 dB,在100%扭矩下,聲功率和降低了10dB[29]。
2.2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)降噪
采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口結(jié)構(gòu)降低發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出氣噪聲水平,提高加工和裝配質(zhì)量,改善傳動(dòng)齒輪和殼體振動(dòng)特性,采取隔振、阻尼減振(如采用丁基橡膠懸置)等措施都可以有效地降低直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲水平。如在RAH-66直升機(jī)尾梁兩側(cè)設(shè)置向下狹長(zhǎng)的帶狀排氣口,就可以達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲水平的目的。此外,如英國的WAH-64就是通過在美國AH-64D的基礎(chǔ)上換裝兩臺(tái)性能更加卓越的低噪聲大推力Rolls RTM-322發(fā)動(dòng)機(jī),達(dá)到提高整機(jī)動(dòng)力降低噪聲的目的[30]。
2.2.5 機(jī)艙內(nèi)部聲學(xué)環(huán)境改造
軍用直升機(jī)內(nèi)部聲學(xué)環(huán)境改造主要是在兼顧直升機(jī)安全性、可維修性、人機(jī)工效性等各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)上,通過綜合使用吸聲降噪、隔聲降噪、阻尼降噪、有源消音降噪等技術(shù),實(shí)現(xiàn)降低直升機(jī)艙內(nèi)噪音水平、提高直升機(jī)舒適性的目的。
1)吸聲降噪
吸聲降噪是指通過在噪聲源周圍布置多孔吸聲材料,利用吸聲材料的吸聲性能減小噪聲反射來達(dá)到降低噪音的技術(shù)。
2)隔聲降噪
隔聲降噪主要是在直升機(jī)噪音傳播路徑上設(shè)置屏蔽,使入射聲能被反射和吸收,減少透射聲能。
3)阻尼降噪
阻尼降噪主要針對(duì)金屬薄壁結(jié)構(gòu),通過在薄壁結(jié)構(gòu)上粘貼阻尼材料,利用阻尼材料的阻尼特性將結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散,降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的聲輻射能量。
4)有源消音降噪
有源消音降噪采用“聲波抵消聲波”原理,通過在機(jī)艙內(nèi)布置控制聲源,在直升機(jī)原聲場(chǎng)上疊加等幅反向主動(dòng)聲場(chǎng),達(dá)到降低艙室噪聲的目的。系統(tǒng)較為復(fù)雜,工程實(shí)現(xiàn)相對(duì)困難,經(jīng)濟(jì)性差,目前主要還在工程試驗(yàn)階段,應(yīng)用有限。
圖5(a)為某重型直升機(jī)座艙聲學(xué)環(huán)境改造示意圖,圖5(b)為改造前后直升機(jī)飛行試驗(yàn)聲學(xué)處理結(jié)果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在未進(jìn)行聲學(xué)改造前,座艙噪聲水平108~122dB,平均值115 dB,改造后為83~90 dB,平均值87 dB,平均降低了28 dB,效果顯著[23]。
圖5 聲學(xué)處理示意圖及試驗(yàn)結(jié)果
軍用直升機(jī)振源、聲源環(huán)境復(fù)雜,影響因素較多,直升機(jī)振動(dòng)與噪聲水平一直是評(píng)價(jià)直升機(jī)性能的重要組成部分。隨著新型功能材料的應(yīng)用、減振降噪理論的深入、仿真試驗(yàn)手段以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展,軍用直升機(jī)減振降噪技術(shù)將具有美好的發(fā)展前景。
1)新型功能材料的應(yīng)用
隨著智能材料技術(shù)的發(fā)展,人們提出了智能結(jié)構(gòu)的新思路,用重量輕、體積小、輸出響應(yīng)快的智能材料做作動(dòng)器或傳感器,附加或埋入槳葉,通過一定的控制規(guī)律控制槳葉的智能旋翼技術(shù),是實(shí)現(xiàn)直升機(jī)減振降噪目的的治本技術(shù),具有廣闊的發(fā)展空間。
2)結(jié)構(gòu)控制數(shù)值仿真與試驗(yàn)手段的發(fā)展
隨著減振降噪理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合直升機(jī)動(dòng)力學(xué)理論對(duì)直升機(jī)進(jìn)行振動(dòng)與噪聲分析,采用數(shù)值仿真方法,如有限元法、邊界元法、統(tǒng)計(jì)能量法等建立直升機(jī)振動(dòng)和噪聲模型,在直升機(jī)制造前,利用 Anasy、Nastran、Adams、Sysnoise、Autosea 等開展振動(dòng)與噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì),預(yù)測(cè)直升機(jī)振動(dòng)噪聲水平,將是一種必然趨勢(shì)。
3)主動(dòng)減振降噪技術(shù)研究
傳統(tǒng)的被動(dòng)減振降噪技術(shù)工程實(shí)現(xiàn)相對(duì)較為容易,但減振降噪能力有限,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻振動(dòng)噪聲的有效控制。主動(dòng)減振降噪技術(shù)從理論上講可對(duì)任意結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制,具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和調(diào)節(jié)性,對(duì)低頻振動(dòng)噪聲也有良好的控制效果,但控制系統(tǒng)復(fù)雜,成本較高。因此,開展軍用直升機(jī)主動(dòng)減振降噪研究,研發(fā)質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、能耗少、反應(yīng)靈敏、可靠性高的主動(dòng)減振降噪系統(tǒng)將是未來軍用直升機(jī)減振降噪的一個(gè)熱點(diǎn)。
4)平臺(tái)二次綜合改造
我國軍用直升機(jī)工業(yè)體系起步較晚,現(xiàn)有軍用直升機(jī)機(jī)型根據(jù)軍事任務(wù)不同往往需要在已定型平臺(tái)上進(jìn)行二次改造以完善其功能。在改造工程中應(yīng)堅(jiān)持系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法,從全局考慮直升機(jī)的振動(dòng)與噪聲水平,在滿足直升機(jī)功能和經(jīng)濟(jì)性的前提下盡量使用靜音設(shè)備,減少機(jī)艙內(nèi)振動(dòng)噪聲源;開發(fā)和使用高性能隔振器(無諧振峰隔振器、金屬橡膠隔振器等),高阻尼橡膠(硅橡膠、丁基橡膠等),高吸聲系數(shù)和較低導(dǎo)熱系數(shù)的吸聲材料(玻璃纖維棉、聚氨酯聲學(xué)泡沫等),質(zhì)量輕且具有良好隔聲效果的復(fù)合材料(復(fù)合材料蜂窩夾層板、阻尼復(fù)合鋼板等)對(duì)直升機(jī)進(jìn)行綜合隔振、阻振、吸聲、隔聲處理,將能夠取得良好的減振降噪效果。
[1]王金巖,宋燕燕 ,沈春林.現(xiàn)代直升機(jī)座艙系統(tǒng)及其展望[J].航空制造技術(shù),2006(9):38-40.
[2]孫曜,汪鴻.直升機(jī)旋翼噪聲研究概述[J].噪聲與振動(dòng)控制,2003(4):22-25.
[3]甄興福,肖劍,全云崗.直升機(jī)艙內(nèi)噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真研究[J].直升機(jī)技術(shù),2004(2):39-41.
[4]李六億,金蘭軍,葛盛秋,等.旅客運(yùn)輸機(jī)與直升機(jī)座艙中人體全身振動(dòng)環(huán)境的調(diào)查及其衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].中華航空醫(yī)學(xué).1996,7(2):95 -98.
[5]熊巍,徐先榮,劉玉華.改裝體檢直升機(jī)與殲擊機(jī)飛行員聽力分析[J].聽力學(xué)及語言疾病,2011,19(6):534-536.
[6]Raynal M,Kossowski M,Job A.Hearing in Military Pilots:One-Time Audiometry in Pilots of Fighters,Transports,and Helicopters[J].Aviation ,Space,and Environmental Medicine,2006,77(1):57 -61.
[7]Job A,Grateau P,Picard J.Intrinsic differences in hearing performances between ears revealed by the asymmetrical shooting posture in the army[J].Hearing Research,1998,122(1):119 -124.
[8]錢永忠,李培華,喬月華,等.感性神經(jīng)性聽力損失眩暈及耳鳴診療指南[M].上海:第二軍醫(yī)大學(xué)出版社,2005.
[9]尹春望,童國榮.直升機(jī)振動(dòng)水平控制技術(shù)途徑探討[J].直升機(jī)技術(shù),2009(4):26 -30.
[10]孫如林.美國直升機(jī)先進(jìn)旋翼技術(shù)[J].直升機(jī)技術(shù),1995(2):43-48.
[11]柳文林,穆志韜,段成美.直升機(jī)振動(dòng)與減振特性分析[J].海軍航空工程航空學(xué)院學(xué)報(bào),2004,19(5):533-536.
[12]柏京兆,顧仲權(quán).智能旋翼—一種極有前途的直升機(jī)振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),1997,26(6):615 -620.
[13]洪華杰,王 學(xué),楊 光.武裝直升機(jī)用穩(wěn)定平臺(tái)減振器特性的仿真研究[J].兵工學(xué)報(bào),2009,30(12):1647 -1652.
[14]秦金柱,徐新文,彭偉.米系列直升機(jī)機(jī)載設(shè)備減震器修理方法[C]//第二十五屆(2009)全國直升機(jī)年會(huì)論文:874-877.
[15]Ceriani M.Rescue and ambulance helicopter:US,5615848[P].1997-04-01.
[16]李棟,王克軍,方偉奇.直升機(jī)載雷達(dá)振動(dòng)沖擊環(huán)境適應(yīng)性分析與設(shè)計(jì)探討[J].火控雷達(dá)技術(shù),2010,39(4):9-13.
[17]劉孝輝,徐新喜,譚樹林,等.振動(dòng)控制技術(shù)及其在機(jī)動(dòng)衛(wèi)生裝備中的應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2012,33(4):84-87.
[18]Ford T.Vibration reduction and monitoring[J].Aircraft Engineering and Aerospace Technology.1991,71(1):21-24.
[19]Wood E R,Powers R,Cline J H ,Hammond C E.On Developing and Flight Testing a Higher Harmonic Control System[J].Journal of the American Helicopter Society,1985,130(1):3 -20.
[20]Kessler C,F(xiàn)uerst D,Arnold U T P.Open loop flight test results and closed loop status of the IBC system on the CH -53G helicopter[C].American helicopter Society 59th Annual Forum,2003.
[21]Welsh W A,Von Hardenberg P C,PW.Von Handenberg,et al.test and Evaluation of Fuselage Vibration Utilizing Active of Structure Response(ACSR)Optimized to ADS-27[C].American helicopter Society 46th Annual Forum,1990.
[22]Friedman P P.Vibration reduction in helicopter using active control[C].Proc of the International Conference on Structural Dynamics,Vibration,Noise and Control,1995.
[23]蔣新桐,施學(xué)明,許祖興,等.直升機(jī)設(shè)計(jì)[M].北京:航空工業(yè)出版社,2005.
[24]劉江平.自適應(yīng)旋翼技術(shù)—讓直升機(jī)減少噪聲和振動(dòng)[J].現(xiàn)代軍事,2006(3):57-58.
[25]Jacklin S A,Haber A,Simone G D,et al.Full-Scale Wind Tunnel test of an Individual Blade Control System for a UH -60 Helicopter[C].American helicopter Society 58th Annual Forum,2002.
[26]Desopper A,Lafon P,Philippe J J,et al.Effect of an Anhedral Sweptback Tip on the Performance of a Helicopter Rotor[J],Vertical,1988,12(4):345 -355.
[27]Yu Y H,Rotor Blade- vortex Interaction Noise[J],Progress in Aerospace Sciences,2000,36:97 -115.
[28]王建新,秦晶,韓亞慧.隱身技術(shù)在武裝直升機(jī)上的應(yīng)用及發(fā)展[C]//第十七屆(2001)全國直升機(jī)年會(huì)論文:513-517.
[29]Lewicki D G,Woods R L.Evaluation of Low -Noise,Improved- Bearing-Contact Spiral Bevel Gears[C].59th Annual Forum of AHS,Phoenix,Arizona,May 2003.
[30]林玉琛,金孟江.國外軍用直升機(jī)的改進(jìn)與發(fā)展[J].現(xiàn)代防御技術(shù),2000,28(1):2 -8.