vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 599 Научная статья Original article Статьи Article Влияние угла атаки лопасти на генерацию шума взаимодействия вихрей и ротора вертолета Angle of attack influence on helicopter's BVI-noise generation Лукьянов П.В. Лукьянов Пётр Владимирович Lukianov Petr V. luk_ptr@yahoo.com

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник отдела гидродинамической акустики Института гидромеханики НАН Украины

 Институт гидромеханики, КиевInstitute of Hydromechanics, Kiev 29 09 2014 3 45 58 01 07 2014 13 07 2014 29 09 2014 Copyright (c) 2014 Лукьянов П.В. 2014 Лукьянов П.В. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

This article described a problem of noise generation by helicopter’s rotor blade-vortexes interaction (BVI) for the different angles of attack with respect to incoming flux and for the different angles of the blade position at the plane of blade rotation. In accordance with the modern procedure of such kind problems solving the general problem has been shared on aero-dynamical and aero-acoustical parts. Aero-acoustical part of the problem involves Euler’s equation of liquid motion and continuity equation. This flow calculations have been carried out for Mach numbers $M=0.2$, 0.4. Then the calculated numerical data have been used for the solving of the aero-acoustical system of equations. An analysis of the far acoustical field showed the next interesting particularity: for the small angles of attack the generated BVI-noise is mainly rotational one, it’s rather high level confirms this conclusion. On reaching to the angle of attack to limiting angle, the generated noise becomes a mixed type noise: it includes both rotational and vortex noises. Consequently, the calculated data of the low-frequencies noise levels agree with known experimental and calculated data.

В работе решена задача генерации шума взаимодействия компактных вихрей с лопастью ротора вертолёта, расположенной под углом атаки к набегающему потоку. Исследован характер генерируемого шума в зависимости от взаимного изменения угла атаки лопасти и угла расположения её в плоскости вращения. Установлено, что при малых углах атаки генерируемый шум является преимущественно шумом вращения. При увеличении угла атаки шум приобретает смешанный характер: в нём одновременно содержится как вихревой шум, так и шум вращения. Полученные данные расчёта уровня шума согласуются с известными экспериментальными и расчётными данными шума ротора вертолёта.

 генерация шума угол атаки лопасти noise generation blade's angle of attack Hutcheson F.V., Brooks T.F. Effects of Angle of Attack and Velocity on Trailing Edge Noise. 42th AIA Aerospace Sciences Meeting, January 5-8, 2004, Reno, NV, 18 p. Lummer M., Delfs J., Lauke T. Simulation of Sound Generation by Vortices Passing the Trailing Edge of Airfoils. 8th AIAA/CEAS aeroacoustics conference, 19 June, 2002, Breckenridge, Colorado. Singer B., Brenter K., Lockard D., Lilley G. Simulation of Acoustic Scattering from Trailing Edge. 37th Aerospace Sciences Meeting&Exibit, January 11-14, 1999, Reno, NV. Manoga E., Delahay C., Sagaut P., Mary I., Khelil S., Guillen P. Numerical Prediction of Unsteady Flow and Radiated Noise from a 3D Lifting Airfoil. 7th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, 28-30 May 2001, Maastricht, Netherlands. P. 167-180. Manoga E., Toff B., Sagaut P. Trailing Edge Noise Prediction using Large Eddy Simulation and Acoustic Analogy. 36th AIAA Aerospace science meeting and exhibit, January 12-15, 1998. Reno, NV. Лукьянов П.В. Шум взаимодействия вихря и лопасти вертолёта // Наукові вісті НТТУ КПІ. 2013. №4. С. 132-136. . Naukovi visti NTTU KPI , 2013, no. 4, pp. 132-136. (In Russian)] Лукьянов П.В. Математическое моделирование BVI-шума лопасти ротора вертолёта при её наклонной обдувке // Вестник Черкасского университета. 2013. №18(271). С. 11-20. . Vestnik Cherkasskogo universiteta , 2013, no. 18 (271), pp. 11-20. (In Russian)] Лукьянов П.В. Шум удалённого взаимодействия вихря-лопасти вертолёта. В сб. Акустичний симпозiум "Консонанс-2013". 2-3 октября 2013 г. С. 175-180. . In Sbornik Akustichniy simpozium "Konsonans-2013". 2-3 oktyabrya 2013 g. , pp. 175-180. (In Russian)] Лукьянов П.В. Шум близкого взаимодействия вихря-лопасти вертолёта. В сб. Акустичний симпозiум "Консонанс-2013", 2-3 октября 2013 г. С. 181-187. , pp. 181-187. (In Russian)] Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1983. 528 с. . Moscow, Nauka Publ., 1983, 528 p. (In Russian)] Лукьянов П.В. Система уравнений аэроакустики для среды с завихренностью: общий случай. В сб. Акустичний симпозiум "Консонанс-2007", 25-27 сентября 2007 г. С. 163-168. . In Sbornik Akustichniy simpozium "Konsonans-2007". 25-27 sentyabrya 2007 g. , pp. 163-168. (In Russian)] Лукьянов П.В. Об одном численно-аналитическом подходе к решению задачи генерации звука тонким крылом. Часть ІI. Схема применения для нестационарных задач // Акустичний вісник. 2012. №3. С. 45-52. . Akustichniy visnik , 2012, no. 3, pp. 45-52. (In Russian)] Володько А.М. Основы аэродинамики и динамики полёта вертолетов. М.: Транспорт, 1988. 344 с. . Moscow, Transport Publ., 1988, 344 p. (In Russian)] Gallman J.M. Parametric Computational Study of Isolated Blade-Vortex Interaction Noise // AIAA Journal. 1994. Vol. 32. No. 2. P. 232-238. Kitaplioglu C., Betzina M., Johnson W. Blade-Vortex Interactional Noise of an Isolated Full-Scale XV-15 Tilt-Rotor. American Helicopter Society 56th Annual Forum, Virginia Beach, Virginia, May 2-4, 10 p. Thom Alasdair,Duraisamy Karthikeyan High-Resolution Simulation of Parallel Blade-Vortex Interaction // AIAA Journal. 2010. Vol. 48. No. 10. P. 2313-2324. Блохинцев Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды. М.: Наука, 1981. 206 с. . Moscow, Nauka Publ., 1981, 206 p. (In Russian)] Гольдштейн М.Е. Аэроакустика. М.: Машиностроение, 1981. 296 с. . Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981, 296 p. (In Russian)] Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. Аэродинамические источники шума. М.: Машиностроение, 1981. 248 с. . Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981, 248 p. (In Russian)]