[发明专利]一种基于控制旋翼半径长度的主动降噪机构、系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于控制旋翼半径长度的主动降噪机构、系统及方法，属于旋翼类飞行器领域，在旋翼桨根处安装一种可收缩的主动降噪机构，主动降噪机构中的第一拉杆和第二拉杆通过动齿轮实现连动，直线电机带动第一拉杆移动，从而带动第二拉杆移动，第二拉杆连接的桨叶就会向旋转中心收缩，减小了旋翼桨叶的根切长度，从而控制旋翼的桨盘半径，有效降低旋翼的桨尖马赫数，实现在高速前飞状态下降低旋翼的高速脉冲噪声。

技术领域

本发明涉及旋翼类飞行器领域，特别是涉及一种基于控制旋翼半径长度的主动降噪机构、系统及方法。

背景技术

直升机具有垂直起降、空中悬停等固定翼飞机无法比拟的优点，但由于直升机振动大、噪声大的特点，在很多情况下其使用受到限制。提高军用直升机的声隐身性能可以大大提高军用直升机的生存能力；民用方面，由于直升机的气动噪声响度大、传播方向远，一些地区上空禁止直升机飞行。无论是军用还是民用，现代直升机设计对低噪声辐射的要求日益迫切，国际民用航空组织对直升机的噪声水平的要求也日益严格。直升机的噪声水平几乎成为与性能、安全、可靠性一样重要的设计指标。

直升机的旋翼气动噪声可分为三大类：旋转噪声、宽带噪声和脉冲噪声，如图1所示。旋转噪声由厚度噪声和载荷噪声组成；HSI(High speed impulsive，高速脉冲)噪声是脉冲噪声的重要构成部分。在直升机工作过程中，HSI噪声一旦出现，就会盖过其他气动噪声，成为人耳主要捕捉的旋翼气动噪声来源。HSI噪声流场具有跨声速、强烈非线性的特点，HSI噪声具有声压级大、传播距离远、扩散剧烈的特征。因此，在直升机高速前飞过程中降低直升机的HSI噪声水平对提升直升机的性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于控制旋翼半径长度的主动降噪机构、系统及方法，通过减小旋翼桨叶的根切长度来控制旋翼的桨盘半径，在高速前飞状态下降低旋翼的高速脉冲噪声。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于控制旋翼半径长度的主动降噪机构，所述主动降噪机构包括：第一拉杆、第二拉杆、动齿轮和定齿条；

动齿轮位于第一拉杆和定齿条之间；第一拉杆上设置有多个齿槽，动齿轮通过第一拉杆上设置的多个齿槽与第一拉杆啮合；动齿轮与定齿条啮合；

第二拉杆的一端与动齿轮的中心固定连接。

可选的，所述主动降噪机构还包括：机构封装盒；

动齿轮和定齿条均设置在机构封装盒的内部；

第一拉杆的一端穿过机构封装盒的一侧后位于机构封装盒的内部；第一拉杆的一端与机构封装盒的内壁不接触，预留移动空间；第一拉杆的另一端和第二拉杆的另一端均位于机构封装盒的外部。

可选的，所述主动降噪系统包括：电机控制器、直线电机和权利要求2所述的主动降噪机构；

所述主动降噪机构设置在旋翼的拨杆和桨叶之间；所述主动降噪机构中第二拉杆的另一端与桨叶连接，机构封装盒上未穿过第二拉杆的一侧与拨杆连接；

所述主动降噪机构中第一拉杆的另一端与直线电机的动力杆连接，直线电机的控制端与电机控制器连接；所述直线电机用于在电机控制器的控制下带动第一拉杆移动，第一拉杆通过动齿轮带动第二拉杆移动，进而控制桨叶运动，改变旋翼半径长度。

一种基于控制旋翼半径长度的主动降噪方法，所述主动降噪方法应用于前述的主动降噪系统，所述主动降噪方法包括：

分别构建待调节直升机的缩进尺度与桨尖马赫数的关系线段、缩进速度与转速的关系线段；

获取待调节直升机的当前桨尖马赫数；