[发明专利]直升飞机的尾翼

说明书

技术领域

本发明涉及直升飞机的尾翼/整流罩结构，所述尾翼/整流罩结构具有权利要求1前序部分特征的涵道式反扭矩装置。

背景技术

直升飞机的有罩抗扭矩系统基本上由尾翼结构构成，该尾翼结构包括罩壳和涵道式风扇，该涵道式风扇具有气流管道和共轴地安装在该气流管道内的风扇组件。事实上，除了主旋翼的噪声以外，直升飞机的所有抗扭矩系统都会产生噪声。虽然传统的直升飞机后旋翼通常是复杂的、易损坏的并且要求较大的旋翼直径，但带整流罩的/有罩的抗扭矩旋翼由于具有较佳的空气动力学性能而较小，并且由于整流罩提供的撞击防护，它们消除了事故的风险。

风扇组件包括中心毂结构和多个支承撑杆，这些支承撑杆用于将毂结构安装在气流管道中。支承撑杆通常呈椭圆形，以增强空气动力学性能，并且它们可构造成定子用以整流并由此回收来自气流的转动能量。

从这些装置发出的声能基本上取决于流出过程、机身的溢流现象以及转动压力场。对于有罩尾部旋翼而言，由于机身共振和空腔效应而可能存在额外的噪声源。虽然在飞行方向上风扇噪声被直升飞机的机舱所屏蔽，但未经优化的有罩尾部旋翼仍会向直升飞机的后部和侧部发出相当大的噪声。

从有罩/涵道式尾部旋翼发出的声能的主要来源会是桨叶梢端和罩壳之间的湍流。桨叶梢端和罩壳之间的距离越大，由这些湍流所产生的声能亦越大。所谓的“间隙噪声”通常被认为是中等但宽频噪声级增长。Frank Kameier在“用于产生和减少轴流式机械的叶片尖端－涡流臂的实验研究”，柏林工业大学的论文，热动力和流体动力学Hermann-研究所，柏林，1994，（Experimentelle Untersuchung zur Entstehung und Minderung des Blattspitzen-axialerDiss.TU Berlin,Hermann--Institut für Thermo-und Fluiddynamik.Berlin1994）中表明，如果间隙超过旋翼直径的0.003倍，则对于特定较窄的频率范围，噪声级会显著增大。

过去已提出了各种方法来降低抗扭矩装置的令人讨厌和烦扰的噪声程度：

1.文献US5,588,618;EP680873分别披露了支承撑杆和定子的空气动力学优化，以减小旋涡分离；

2.文献EP562527;EP680871分别披露了旋翼桨叶的不等角间隔，以将噪音分布在更多数量的基础频率上；以及

3.文献US5,634,611;US8,061,962分别披露了旋翼桨叶和定子的数量和布置的协调性，以降低桨叶和定子之间的干涉。

由于基础频率以及它们的谐频的数量增多，直升飞机的尾部结构的噪声是能够激起大量机身和空腔共振的宽频噪声的一种。事实上，直升飞机的尾部结构、尤其是尾翼转变成类似于吉他那样的一种“乐器”，该“乐器”将剩余可听声音的广谱放大。

文献WO2010118860披露了复合部件以及热固化树脂和弹性体，并且涉及塑料复合部件，该塑料复合部件由薄硬塑料外层、至少一个弹性体层以及至少一个金属和/或塑料载体层形成，该弹性体层邻接内部上的薄硬塑料外层，而该金属和/或塑料载体层邻接内部上的所述弹性体层并且由纤维强化塑料（碳或玻璃纤维）制成。这尤其可用作撞击防护部件、分裂防护部件或防止振动和振动损伤、共振的防护部件之类的防护部件，以用于旋翼桨叶和飞行器各部件之类部件的摆振衰减或声音衰减。

文献EP2071561披露了用于旋翼噪声和旋翼管道的吸收结构。该结构具有分隔单元，该分隔单元用于通过限定空腔将多孔壁设置在离由玻璃纤维制成的刚性隔板固定距离处，使得多孔壁和隔板之间具有一定高度，其中该高度被确定为实现最大程度地吸收以基础频率发出的声波。附加的多孔壁在中间高度处设置于空腔中，以实现对另一基础频率的最大程度吸收基础频率。多孔壁具有由细网围栏制成的吸收层和由纤维毡制成的另一吸收层。为了吸收噪声并降低有罩尾部旋翼的声级而应用的亥姆霍兹谐振器适合于减小特定频率的幅度，即谐振器调谐的频率以及它们的谐频。然而，在宽频噪声由于有罩尾部旋翼的操作而产生时，利用随机频率来完全降低宽频噪声是极为困难的（如果不是不可能的话）。