Kentsel Hava Hareketliliği Karşılaştırılması

Kentsel hava hareketliliği (UAM), sıfır operasyonel emisyonlarla trafikten uzaklaşmak için şehri yeniden şekillendirmeye söz verir. Ancak, yüksek çözünürlükte, batarya aralığı veya hava sahası entegrasyonu değil, gürültüyü.

EVTOL uçaklarından gelen gürültü, geleneksel helikopterlerden temel olarak farklıdır, bazı helikopterler, NASA ve Alman Havacılık Merkezi (DLR) tarafından yapılan araştırmalarda, elektrik tahriklerini çeşitli hızlarda dağıtır ve çok basit bir şekilde algılamaya daha sinir bozucu olan bazı kişiler, bağımsız olarak insan dinleyicilere daha sinir bozucu bir şekilde katkıda bulunur.

Mühendisler ve tasarımcılar bu nedenle gürültü azaltmayı sadece düzenleyici sınırlara uygun olarak takip etmeliler, ancak topluluk kabulünün ön koşulu olarak kabul edilmemelidir. Sessiz eVTOL işlemleri istenmiyor. Tüm UAM ekosisteminin inşa edileceği temeldir.

UAM gürültü manzarasının daha geniş bir bakış için, okuyucular GÜNDÜye başvurabilirler:0)NASA'nın kentsel hava hareketliliği gürültüleri üzerinde araştırma ).

EVTOL Gürültü Kaynağını Anlamak

Etkili gürültü azaltması, nerede ve gürültünün nasıl oluşturulduğu konusunda kesin bir anlayışla başlar. eVTOL uçakları farklı akustik kaynaklar sunar, her biri farklı mitigation yaklaşımlarını gerektiren.

Rotor ve Propeller Aerodynamics

Çoğu eVTOL konfigürasyonları için baskın gürültü kaynağı, rotorlardan ve pervanelerden aerodinamik gürültüdür. bıçaklar geri döndükçe, çevre hava ile etkileşime girerler, propagate'in seslendiği baskı dalgalanmaları üretirler.

[Blade-Vortex Interaction (BVI)), bir rotor bıçağın önceki bıçaklarla yaptığı vortex üzerinden geçtiğinde meydana gelir.Bu etkileşim, helikopterlerden gelen keskin baskı pulsları üretir.Instr|Blade-Vortex Interaction (BVI)[BVI)[BVI)[BVI, BVI daha karmaşık olabilir, çünkü birden çok rotorlu bıçaklardan gelen vorticler birbirleriyle ve hava ile etkileşime girer.

[FONT:0]Turbulence Ingestion Gürültü[DÜT:1) rotorlar rahatsız hava akışında çalışırken ortaya çıkar.Kapa ve iniş sırasında, eVTOL uçakları zemin-son turbülans yoluyla uçur, bina uyanır ve atmosferik bir sınır tabakaları gerçekleştirilir.

[FONT:0]Trailing Edge ve Tip Gürültü), bıçak uçtan ve bıçak uçlarında karmaşık akıştan geçen sınır tabaka türünden kaynaklanan gürültüyü özellikle insan kulaklarına sinir bozucu hale getiriyor.

Elektrikli Güç ve Mekanik Bileşenler

Geleneksel uçaklardan farklı olarak, eVTOL tasarımları elektrik motorlarına, dönüştürücülere ve elektrik elektroniklerine güvenmektedir. Elektrikli motorlar hem motor rotasyonel frekanslarda hem de elektromanyetik kuvvetlerden gelen geniş bant gürültüsüdür.

Havalandırma Etkileşimi Gürültü

Hava çerçevesinin kendisi genel gürültü imzasına katkıda bulunur, özellikle de iniş sırasında ve kontrol yüzeyleri, iniş dişlileri ve yapısal boşluklar hava akışı ile etkileşime girer. Flap boşlukları, açılışları ve tekerlekler her zaman yerelleştirilmiş gürültü kaynakları üretirken, bireysel olarak küçükken, düklenmiş rotorlarla birlikte tasarımları için, kanal bozulması ve kablolama sistemleri ek gürültü mekanizmaları tanıtılır.

Gürültü Azaltılması için Tasarım Stratejileri

Bu farklı gürültü kaynaklarına hitap etmek, çok katmanlı bir yaklaşım aerodinamik tasarım, malzeme mühendisliği, aktif kontrol ve operasyonel planlama gerektirir.Tek teknoloji tek başına gürültü problemini çözemez. Bunun yerine, mühendisler tüm uçak sistemindeki tamamlayıcı stratejileri entegre etmelidir.

Gelişmiş Rotor ve Propeller Design

Rotor geometrisi gürültü emisyonlarının en güçlü tek etkisini uygular. Birkaç tasarım parametresi daha düşük akustik imzalar için optimize edilir:

[FONT:0]Blade Twist ve Planform[[Dönerge:0)[Dönersiz baskı dalgalanmalarını en aza indirmenin bir şekilde bıçak aralığına yüklenmesini sağlar. Nonlinear twist dağıtımları, owl kanat adaptasyonlarından ilham alan BVI gürültüyü 3 ila 5 dB geleneksel tasarımlara kıyasla azaltabilir. Bantred ve planformları, şok formasyonunu ve ilişkili yüksek frekanslı gürültüyü azaltır.

[FONT:0)Leading Edge Serrations ve Trailing Edge DNes[[DÜT:1) ses olarak yayıldığı sürece, bu biyomimetik özellikler, owlların sessiz uçuş adaptasyonlarından sonra modellendi, rüzgar tünel testlerinde 2 ila 4 dB'yi gösterdi.

[[Döneticiable Rotor Hız[Dönetici:0) Variable Rotor Hız[Dönetici:0) Farklı uçuş aşamalarındaki gürültü azaltma için güçlü bir avantaj sunar.Uzgunluk sırasında, rotorlar, birçok eVTOL tasarımları şimdi değişken-yaratıcı ölçümler dahil olmak üzere, bu operasyonel esnekliği sağlamak için özellikle de.

[FONT:0)Overlapping ve Intereard Rotor Konsasyonları[[Dönetici veya Tandem mimarisine bağlı olarak, belirli gürültü frekanslarını iptal etmek için yıkıcı müdahale kullanabilir.Spektif olarak, mühendisler akustik enerjiyi en sinir bozucu frekans gruplarından uzaklaştırabilir.Bu teknik, bireysel bıçak kontrolü ile birleştirildiğinde en etkili şekilde gerektirir.

Seslendirme ve Damping Malzemeleri

Malzemelerin geçişli gürültü kontrolü, rotor optimizasyonuna tamamlayıcı bir yol sunar. eVTOL uygulamaları için meydan okuma, yasaklayıcı ağırlık eklemeden anlamlı bir absorpsiyon elde eder.

[FONT:0] Akustik Liners[[Döneticileri:0) Helmholtz resonator ilkelerinin geleneksel duvarlara ve inlet kanallarına entegre edilebilir.Bu liners, perforasyonlar yoluyla yüzeye bağlı küçük boşluklardan oluşurken, insan üretim tekniklerinin en hassas şekilde kullanılmasının 2000 yılında 5 ila 8 dB arasında bir miktar değerleme elde edilir.

[FONTD:0)Porous Kompozit Sandviç Yapıları[[DÜT:1) Gürültüyü ses absorpsiyonuyla birleştirir ve açık hücreli köpükler veya fibrous tabakaları kompozit panellerin özüne dahil ederek, tasarımcılar asimetrik enerji için de yük taşıma yüzeylerini oluşturabilirler.Bu malzemeler özellikle geniş bant genişliği için etkilidir ve 3 ila 6 dB ile kabin gürültü seviyelerini azaltabilir.

[FONT:0)Konstrained Katman Damping (CLD)[D)[D)[D)) Bazı yüzeylerde vitre deformasyona neden olan ısıya vizektomiye uygulanır. CLD, motorlardan velerden gelen gürültüyü azaltmakta en etkili olanıdır ve hava çerçeveden gelen sesin ses çıkarmasını engeller.

Alman Havacılık Merkezi (DLR) eVTOL uygulamaları için hafif akustik tedaviler üzerine kapsamlı bir araştırma yayınladı. bulguları incelenebilir:0).DLR'nin kentsel hava hareketliliği araştırma programı).

Aktif Gürültü Kontrol Sistemleri

Aktif gürültü kontrolü (ANC) istenmeyen gürültüyü yıkıcı müdahale yoluyla iptal etmek için elektronik olarak üretilen ses dalgaları kullanır. ANC kulaklıklar ve otomotiv kabinleri için iyi kurulmuş olsa da, eVTOL uçakları için başvuru önemli teknik zorluklar sunar.

[FONT:0]Feedward ANC[[Dönetici: 1) Sistem, ses alanını tahmin etmek için gürültü kaynağına yakın referans mikrofonları kullanıyor, sonra ikincil konuşmacıları anti-noise üretmek için kullanıyor.Uygunluk ve öngörülebilir, besleme sistemleri bıçak geçiş frekanslarında 10 ila 15 dB'ye kadar iptal edebilir. birincil zorluklar gerçek zamanlı kontrol için gerekli olan hesaplama gecikmiş ve ameliyat koşulları ve sıcaklıkları bir dizi üzerinde iptal etmek için gereklidir.

[FONT:0]Feedback ANC[[Dönetici: 1))) sistemler, hedef bölgede hata mikrofonlarını kullanıyor ve referans gerektiren anti-noise sinyalini uygun olarak ayarlar. Bu sistemler, genellikle daha düşük frekanslar ve daha dar bant genişliği ile sınırlı. Hybrid sistemler, besleme ve geri bildirim mimarisi ile birleştiren kripto sistemleri, üretim eVTOL uçakları için geliştiriliyor.

[FONT:0]Structural ANC[DÜDÜT:1), küçük uçaklar için iç gürültü seviyelerindeki azalmaları azaltmak için hava çerçeveli sistemlere bağlamıştır. Bu yaklaşım özellikle motor titreşimlerinden ve dişli harmoniklerden kabin gürültüsünü azaltmak için umut vericidir.

Uçuş Yolu ve Operasyonel Optimizasyon

Gürültü azaltması sadece donanım tasarımı meselesi değildir. Bir eVTOL uçağının aktı düzeyinde akustik ayak izi üzerinde büyük bir etkisi vardır.

[FONT:0)Glide Slope ve Yaklaşım Yönelme Yönetimi), sınırdaki topluluklar için gürültüyü önemli ölçüde azaltabilecektir. Steeper yaklaşım açısı, uçağın daha uzun süre yüksek irtifalarda tutulmasını sağlar, zemin seviyesindeki gürültü maruz kalma alanını azaltır. Araştırmalar, tipik 3 derece glide eğim yerine 6 derecelik bir yaklaşım açısını azaltır 65 dB gürültü ayak izi alanını %40'a kadar azaltır.

[FONT:0] Hızlandırma ve Deceleration Profilleri[Döneticileri), rotor yüklemesinde değişiklikler yoluyla gürültüyü etkiler. Smooth, kademeli Hızlandırma profilleri agresif manevralardan daha az gürültü üretir çünkü geçici olarak bıçak yüklemesinde artışlardan kaçınırlar.

[FONT:0) Zaman-Day Restrictions ve Gürültü Kontas[[Dönetici: 1) Teknolojik gürültü azaltımının sınırlandırılmasına izin verirken, her operatöre verilen toplam akustik enerjiyi sınırlayan toplu olarak kabul edilebilir.

Elektrikli Güçleme Akustik Optimizasyon

Elektrikli tahrik sistemi, bileşen seviyesinde tasarım seçenekleri aracılığıyla gürültü azaltma fırsatları sunuyor.

[FONT:0) Motor Rüzgarı Desen Optimizasyonu[[Dönetici:0) Mekanik Rüzgarlandırma Desen Optimizasyonu[[Dönetici: 0,3) Enerji yoğunluğu ve termal yönetim ile akustik performans dengeleyen elektromanyetik güç harmonikleri azaltabilir.

[FONT:0)Pulse Genişlik Modulation (PWM) Strateji[Dönetici 1 ) Motor gürültüyü etkiler çünkü dönüştürücünin geçiş frekansı tamamen bir aralıkta geçiş frekansına yayılıyor veya rastgele PWM tekniklerini kullanarak, motor gürültüsünün tonal bileşenleri daha az genişleyen sese dönüştürülebilir.

[[Darbox Design Optimizasyonu[[DDDDDDDDDDDDD) Gürültü azaltması için kullanılan ses azaltması, helical dişli profilleri, gelişmiş diş yüzeyinin bittiği ve vibrasyonları izole eden konut tasarımları içerir. eVTOL yapılandırmaları için, 3 ila 5 dB gürültü azaltımı, dişli geometri optimizasyonu ve hassas üretim yoluyla kullanılabilir.

Düzenleme ve Sertifika

Gürültü azaltma sadece bir tasarım hedefi değildir; dünya çapındaki Havacılık yetkilileri, özellikle eVTOL uçakları için gürültü sertifikasyon standartları geliştiriyor ve bu standartlar üreticilerin yapması gereken tasarım ticaretlerini şekillendirecektir.

FAA ve EASA Gürültü Standartları

Federal Havacılık Yönetimi (FAA) ve Avrupa Birliği Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA) hem eVTOL gürültü sertifikasyonu için başlangıç sürecine girdi. FAA, VTOL uçakları için özel şartlara göre mevcut helikopter gürültü standartlarını uyum sağladı.

Düzenleyiciler için önemli bir meydan okuma, ses maruz kalma seviyesi (SEL) ve A-weighted decibels gibi geleneksel gürültü ölçümlerinin, gelecekteki düzenlemelerde kabul edilebilir yeni metriklerin özelliklerini yakalayamaz.

Endüstri paydaşları, gelişmekte olan düzenleyici çerçeveyi 03:0) FAA'nın uçak gürültü web sitesine (FLT:1) takip edebilir.

Community Gürültü Etkisi Değerlendirme

Sertifikanın ötesinde, kanal onayları için gürültü etkisi değerlendirmeleri, kentsel ortamlardaki uçak gürültü yayılımının sofistike modellemesini gerektirir. Bu modelleme, atmosferik absorpsiyon ve birden çok uçak işletiminden gelen yönel gürültünün yönüne göre hesaplanmalıdır.

Gürültü uyumluluk planlaması, havaalanları için kullanılan yaklaşıma analog olarak, bu gürültü etki değerlendirmelerinin sancı ve şeffaflığı için gerekli olacaktır. Bu planlama süreci gürültü maruz kalma bölgeleri içeriyor, arazi kullanımı uyumluluk yönergeleri oluşturuyor ve etkilenen topluluklarla ilgilenecek.

Future rotası ve Gelişen Teknolojiler

EVTOL gürültü azaltma alanı hızla ilerliyor, önümüzdeki yıllarda daha fazla gelişme sunmak için birkaç gelişmekte olan teknolojiyle.

Gürültü Prediction ve Optimizasyon için Makine Öğrenme

Makine öğrenme modelleri, büyük veri setlerinde eğitilmiş modeller, gerçek zamanlı gürültü kontrollerine de uygulanabilir, uçuş koşullarını değiştirmek ve yıpranma yollarını belirlemek için aktif sistemlere izin verebilir.Bu modeller, büyük tasarım alanları keşfetmeyi ve denge gürültüyü, performans ve ağırlıkları tespit etmeyi sağlar.

Plazma Akış Kontrolleri için

Dielektrik bariyer deşarjı (DBD) plazma hareketleyiciler, hava akımını hareketli parçalar olmadan değiştirebilir ve hava çerçevelerini kontrol eden 8 dB'ye kadar emisyonlar üreterek, plazma aksiyoncular eVOL uçaklarını üretimde gecikmeye, kanalize etme ve yönlendirme kenar gürültü mekanizmalarına göre değiştirebilirler.

Metamalzemeler ve Acoustic Cloaking

Geleneksel malzemelerle mümkün olmayan şekillerde ses dalgaları manipüle eden, gürültü kontrolü için yeni bir sınır sunabilen mühendisler, derin alt dalga uzun absorpsiyon elde edebilir, yani aynı frekans aralığı için çok ince olabilirler.Aksiyel bir tıkanıklık kavramları, onları yansıtmak veya absorbe etmek yerine, potansiyel olarak tüm uçak bileşenlerin gürültü imzasını azaltabilirler.

Entegre Gürültü Yönetimi: A Systems Perspektif

Sonuçta, sessiz eVTOL operasyonlarının elde edilmesi, yukarıdaki stratejilerin tümünü entegre eden bir sistem düzeyinde bir yaklaşım gerektirir. Gürültü azaltma diğer tasarım amaçlarından izolasyonda optimize edilemez, çünkü her özel görev ve işletim ortamı için ticaret hacmine sahip. Aktif gürültü kontrol sistemleri elektrik gücünü azaltır ve karmaşıklığı artırmak için karmaşık yaklaşımlar.

Gürültüyü en erken konsept aşamalarından birincil tasarım değişkeni olarak içeren sistemler mühendisliği çerçeveleri önemlidir. Bu, rotor geometrisini, havalandırmayı, güçlendirme mimarisini ve uçuş kontrol yazılımını belirleyen multidisipliner optimizasyon döngüleri dahil olmak üzere, ölçümleme tasarımları da geçerlidir.

Topluluk katılımı son ve belki de en önemli, entegre gürültü yönetimi bileşenidir. Toplulukların planlama sürecinden dışlanmış hissetmeleri durumunda, gürültü seviyelerinin, işletim prosedürleri ve mitigation önlemleri ABD programları için gerekli olan güveni inşa eder. Bazı eVTOL üreticileri, sakinlerine doğrudan giriş yapan topluluk danışmanlığı ve gürültü izleme programları yürütür.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

EVTOL uçakları için gürültü azaltma, her seçimin akustik sonuçları olduğu karmaşık bir mühendislik meydan okumasıdır. Uçak tasarımı ve işleyişinin her yönüne dokunmaktadır.Uzman hava değiştiricilerinin geçiş frekansına, hava çerçeve panellerinde kullanılan malzemelerden gelen, her seçimin akustik sonuçları vardır.

Etkili gürültü azaltma araçları ve teknolojileri mevcut ve dünya çapında araştırma kurumları ve üreticiler tarafından geliştirilmektedir. Gelişmiş rotor tasarımları, seslendirme malzemeleri, aktif kontrol sistemleri ve optimize edilmiş uçuş prosedürleri, toplu olarak kabul edilen şehir hava hareketliliği için eVTOL gürültülerini azaltma potansiyelini sunar.

Elektrikli havacılık akustik meydan okuması, [0]AIAA Havacılık Komitesi[Dönetici:0) aracılığıyla bulunabilir.