ارتش آمریکا به دنبال بالگردهای عمودپرواز ساکت - وبلاگ عکس

به گزارش وبلاگ عکس، ارتش ایالات متحده در جستجوی دستیابی به بالگردهای برقی عمودپرواز بی سر و صدا است که همانطور که از نامش پیداست، در عین برقی و بی صدا بودن، قادر به بلند شدن و فرود عمودی نیز باشد.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، ارتش آمریکا در کوشش است تا خصوصیات صوتی هواپیماهای عمودپرواز(eVTOL) و موتورهای محوری آن را به عنوان بخشی از کوشش برای دستیابی به بالگردهای بیصدا و سری، بهتر بشناسد.

بالگردها مزایای بسیاری دارند، اما یکی از اشکالات شاخص آنها صدای بلند آنهاست که در هنگام پرواز ایجاد می نمایند. این امر ناشی از حرکت و فعل و انفعال تیغه های بالگرد با هوا است که به عنوان فعل و انفعال تیغه-گردباد شناخته می گردد.

این شرح ساده ای بود، اما آیرودینامیک مربوط به داشتن تعداد زیادی تیغه بلند، باریک و انعطاف پذیر با سرعت چرخش زیاد و در مجاورت یکدیگر بسیار پیچیده است. فرماندهی توسعه توانایی های رزمی ارتش ایالات متحده(DEVCOM) و آزمایشگاه تحقیقات ارتش آمریکا، با همکاری شرکت های اوبر و دانشگاه تگزاس در آستین در حال مطالعه وسایل نقلیه آکوستیک عمودپرواز هستند که از چندین موتور دارای تیغه های چرخان موسوم به روتور(rotor) کوچک استفاده می نمایند و امیدوار هستند که روزی امکان فراوری یک بالگرد کاملاً بیصدا را برای میدان های جنگ محقق نمایند.

ایده اصلی این است که روتورهای کوچک تر، امضای صوتی متفاوتی نسبت به روتورهای بزرگتر دارند، زیرا صداها توسط مکانیسم های مختلف فیزیکی ایجاد می شوند. صدای یک روتور معمولی از نویز ضخامت ناشی می گردد؛ جایی که هوا توسط روتورها جابجا می گردد و صدا توسط آن فراوری می گردد. این ها در مجموع چیزی را فراوری می نمایند که به عنوان صدای تونال شناخته می گردد.

در همین حال، روتورهای کوچک تر در یک هوابرد عمودپرواز به طرز متفاوتی سر و صدا فراوری می نمایند به وسیله تلاطم برای فراوری صدای باند پهن دارند. به گفته محققان، این مقیاس متفاوتی از صدای تونال است و در بعضی موارد ممکن است بر آن چیره گردد.

این مطالعه شامل آزمایشات میدانی با استفاده از تعدادی تنظیمات روتور با موتورهای الکتریکی و همچنین استفاده از مدل های رایانه ای است. این آزمایشات با 9 میکروفن و ضبط صداها برای مقایسه انجام شد که با استفاده از دو برنامه اجرا می شوند: سیستم تجزیه و تحلیل جامع هوابرد دارای روتور(RCAS)و PSU-WOPWOP.

دکتر جورج جاکوبلیس مهندس تحقیقات ارتش آمریکا در اداره فناوری وسایل نقلیه آزمایشگاهی می گوید: RCAS بارهای آیرودینامیکی یا نیروها را روی تیغه ها و همچنین میزان خم شدن و پیچش تیغه ها را محاسبه می نماید. این اطلاعات برای استفاده به عنوان ورودی برای برنامه PSU-WOPWOP ضروری است، چرا که این برنامه صدای فراوری شده توسط روتور را محاسبه می نماید. مرتبط کردن داده های این دو برنامه به مقدار قابل توجهی کار احتیاج داشت که توسط گروه ما انجام شد.

در طول مطالعه صدای روتورهای عمودپرواز، این تیم همچنین روتورهای چرخشی هم محور را که به عنوان روتورهای انباشته(stacked rotors) نیز شناخته می شوند، مورد آنالیز قرار داد. در این روتورها، به جای اینکه تیغه ها در یک سطح باشند، در ارتفاع های مختلفی از محور تنظیم می شوند.

آنچه که محققان دریافتند این بود که پره های روتور با فاصله یکسان، کمترین میزان صدا را ایجاد می نمایند.

جاکوبلیس می گوید: من فکر می کنم که یک روتور انباشته می تواند برای کاربردهای عمودپرواز مفید باشد. درجه آزادی بیشتر برای طراحی امکان دستیابی به کارایی و کنترل صدا را فراهم می نماید که در نتایج آزمایشات ما نشان داده شده است. با این حال هنوز تحقیقات بیشتری ضروری است.

این تحقیق در مجله Vertical Flight Society 76th Annual Forum Proceedings منتشر شده است.