کوشش ارتش آمریکا برای ساخت هلی کوپتر بی صدا - مجله وبلاگ فروش

به گزارش خبرنگاران به نقل از زومیت، ارتش ایالات متحده آمریکا در کوشش است مشخصه های صوتی هواپیماهای عمودپرواز الکتریکی (eVTOL) و البته روتورهای هم محوره را مورد مطالعه قرار دهد تا برای ساخت هلیکوپترهایی که سروصدای کم تری ایجاد می نمایند و می توانند مخفیانه تر پرواز نمایند، قدم بردارد.

هلیکوپتر مزایای فراوانی دارد؛ بااین حال یکی از اشکالاتی که به آن وارد می گردد، سروصدای زیادی است که به هنگام پرواز کردن ایجاد می نماید. این سر و صدا نتیجه آن چیزی است که کارشناسان با نام اثر متقابل پَره-ورتکس (Blade-Vortex Interaction یا BVI) خطاب می نمایند؛ جایی که پره روتور به فعالیت درون ورتکسی (گردابه ای) که به دلیل چرخش پره اصلی ایجاد شده است ادامه می دهد.

آنچه در پاراگراف بالا گفتیم شرح ساده فرایند است و چیزی که در عمل اتفاق می افتد، پیچیدگی بسیار بیشتری دارد. هلیکوپتر تعدادی پره طویل، باریک و قابل انحناء دارد که در سرعت بالا و فاصله کم با یکدیگر به چرخش درمی آیند؛ آیرودینامیکی که شرایط هر یک از این پره ها نسبت به پره دیگر را شرح می دهد بسیار پیچیده است.

فرماندهی توسعه توانایی های جنگی ارتش ایالات متحده (DEVCOM) و آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده در همکاری با شرکت اوبر و دانشگاه تگزاس در آستین، در بیانیه ای مشترک اعلام کردند که از نگاه علم صوت شناسی مشغول مطالعه روی وسایل نقلیه عمودپرواز الکتریکی هستند؛ وسایلی که از چند روتور کوچک بهره می برند که در سیستمی واحد توزیع شده اند.

هدف سازمان های اعلام شده این است که ازطریق نتایج حاصل از این مطالعه ها بتوانند هلیکوپتری کاملا بی صدا برای میدان نبرد بسازند. روتورهای کوچک تر نسبت به روتورهای سنتی که طول بیشتری دارند، به شکلی متفاوت صدا فراوری می نمایند؛ زیرا صدای ناشی از حرکت پره های هلیکوپتر توسط مکانیسم های فیزیکی متفاوت خلق می گردد.

صدای روتورهای سنتی ترکیب چند صدای خاص است. اولین مورد که با نام صدای ضخامت روتور شناخته می گردد، از ضخامت آن حاصل می گردد؛ زیرا این روتور حجم خاصی از هوا را جابه جا می نماید. مورد دیگر، صدای بارگیری است که از حرکت هلیکوپتر به سمت بالا و نیروی مقاومت هوا به هنگام جریان پیدا کردن روی روتور نشأت می گیرد. این دو با یکدیگر صدایی می سازند که با نام تونال (Tonal) شناخته می گردد.

ازطرفی دیگر روتورهای کوچک ترِ وسایل نقلیه عمودپرواز الکتریکی، سروصدا را ازطریق جریان توربولانس (Turbulence) ایجاد می نمایند. مقیاس این صدا با مقیاس تونال تفاوت های محسوسی دارد و آن طور که محققان ادعا می نمایند، صدای ناشی از جریان توربولانس گاهی اوقات ممکن است بر تونال غلبه کند.

تصویر بالا، پایه ای آزمایشی را نشان می دهد که در تحقیقات ارتش ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفته است

مطالعه ارتش آمریکا شامل چند آزمایش میدانی با استفاده از چند نوع روتورِ سفارشی بود که روی پایه ای آزمایشی با موتور الکتریکی قرار گرفته بودند. ارتش آمریکا به یاری نهادهای همکار از مدل های سه بعدی نیز برای مطالعه خود استفاده کرد. پایه ها ازطریق 9 عدد میکروفون سیم کشی شده بودند و صدا به منظور مقایسه مدل ها با یکدیگر، ضبط می شد. مدل های مورد بحث ازطریق دو برنامه اجرا می شدند: سیستم تجریه و تحلیل فراگیر روتورکرافت (RCAS -اRotorcraft Comprehensive Analysis System) و PSU-WOPWOP.

دکتر جورج جیکوبلیز، یکی از مهندسان تحقیقاتی ارتش آمریکا در تیم فناوری وسایل نقلیه آزمایشگاه ارتش، می گوید: RCAS نیروهای آیرودینامیک واردشده بر پره ها و همچنین میزان خم شدن و چرخیدن پره ها را به دفعات محاسبه می نماید. این اطلاعات به عنوان داده ورودی برای نرم افزار PSU-WOPWOP کاربرد دارند؛ نرم افزاری که سروصدای ایجادشده بر اثر حرکت روتور را محاسبه می نماید. برقراری ارتباط بین دو نرم افزارِ یادشده به کوشش زیادی احتیاج داشت؛ کاری که گروه ما از پس انجام دادن آن برآمد.

هلی کوپتر Sikorsky S-97 Raider با روتورهای هم محور

تیم متشکل از ارتش آمریکا و دیگر نهادها افزون بر مطالعه مشخصه های صوتی هلی کوپتر عمودپرواز الکتریکی، نگاهی به روتورهای هم محوره انداختند که با یکدیگر به چرخش درمی آیند و با نام روتورهای انباشته شده نیز شناخته می شوند. همان طور که می توان از نام برداشت کرد، این روتورها در ارتفاع متفاوتی نسبت به محور قرار می گیرند.

مطالعات ارتش آمریکا نشان داد پره هایی که در فاصله مساوی با یکدیگر قرار داشته باشند، کمترین سطح صدا را ایجاد می نمایند که تقریبا معادل سروصدای روتورهای معمولی است.

جیکوبلیز می گوید: البته معتقد هستم روتور انباشته شده می تواند برای استفاده در هلیکوپترهای عمودپرواز الکتریکی پرمزیت باشد. آزادی بیشتر برای طراحی باعث افزایش میزان بهره وری و کنترل سروصدای ایجادشده می گردد و این موضوع در نتایج مطالعه مشاهده شد. البته به منظور تبدیل کردن وابستگی صدا و فاصله محوری به معیار کمی، تحقیقات بیشتر ضروری است.

آژانس مسافرتی: دور زمین | سفر به دور زمین هیچوقت اینقدر آسون نبوده! تور ارزان، تور لحظه آخری، اروپا، تور تایلند، تور مالزی، تور دبی، تور ترکیه

sale-blog.ir: مجله وبلاگ فروش | ارائه نرم افزارهای مدیریت وبسایت