Техника серии eVTOL — бесшумный боевой вертолёт разрабатывается в США

Техника серии eVTOL или бесшумный боевой вертолёт разрабатывается в США

Специалистами военных лабораторий США ведётся активная работа над более глубоким пониманием акустических свойств воздушной техники серии eVTOL. Изучаются возможности применения коаксиальных роторов в рамках усилий, направленных на разработку более тихих и малозаметных вертолётов.

Техника серии eVTOL для армии Вашингтона

Вертолёты как воздушные транспортные средства обладают массой преимуществ, но одним из наиболее очевидных недостатков таких машин является громкий звук при работе. Этот негативный момент обусловлен так называемым взаимодействием лопасти и вихря. То есть когда лопасть ротора сталкиваться с воздушным вихрем, сформированным предыдущим «следом» ведущей лопасти.

Аэродинамика, связанная с наличием нескольких длинных, тонких, гибких лопастей, вращающихся на высокой скорости в непосредственной близости друг от друга, невероятно сложна. Теперь командование развития боевых возможностей армии США совместно с Армейской исследовательской лабораторией, плюс фирма «Uber» и Техасский университет, изучают акустические системы техники серии eVTOL.

Вновь разрабатываемая американцами техника серии eVTOL «заточена» под использование нескольких небольших распределённых роторов. Разработчики надеются, что когда-нибудь на этой базе смогут создать практически бесшумный вертолёт  боевого назначения.

Основная идея разработчиков строится на том, что меньшие роторы имеют разные звуковые сигнатуры, по сравнению с большими обычными роторами. Соответственно, звуки создаются разными физическими механизмами.

Шум обычного ротора появляется, когда воздух вытесняется роторами и возникает нагрузка подъёмной силы, а также сила сопротивления воздуха. Все вместе эти факторы создают так называемый тональный шум.

Между тем, роторы меньшего размера на технике серии eVTOL демонстрируют тенденцию генерации шума по мере турбулентности. Здесь воспроизводится так называемый широкополосный шум. По мнению исследователей, этот шум масштабируется иначе, чем тональный шум, и в какой-то момент доминирует над последним.

Системные программы RCAS и PSU-WOPWOP

Инженеры провели ряд полевых испытаний через ряд конфигураций ротора с электродвигателями, а также применяли компьютерное моделирование. Для испытаний были задействованы девять микрофонов под запись шума с последующим сравнением систем. Использовались две программы:

  1. RCAS.
  2. PSU-WOPWOP.

Системная программа RCAS вычисляет аэродинамические нагрузки или силы влияния, а также изгиб и скручивание лопастей. Эта информация необходима для использования в качестве входных данных для системной программы PSU-WOPWOP, вычисляющей шум, создаваемый роторной системой. Соединение двух программ потребовало значительного объёма работы, которую пришлось проделать инженерам.

Наряду с изучением роторной акустики техники серии eVTOL, специалистами рассматривались коаксиальные конструкции, вращающиеся в одном направлении. Здесь лопасти расположены не в одной плоскости и установлены на разной высоте. Разработчики обнаружили, что лопасти, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга, производят наиболее низкий уровень шума.


При помощи информации: Army