Sessiz Uçak Teknolojisinin Gelişimindeki Thrust'ın Rolü

Sessiz uçağın arayışı, havacılık mühendisliğinin en hırslı hedeflerinden birini temsil ediyor. Kentsel hava hareketliliği genişliyor ve topluluklar, itikatın rolünü talep ediyor - en az ses kesintisi ile çalışabilecek uçaklar tasarlamak için çok güç.Bu makale sadece motor gücünün bir ölçüsü değil; hem de çoğu uçakta akustik enerjinin baskın kaynağı, özellikle de atılması ve tırmanması sırasında.

Thrust ve Gürültü Nesillerinin Temelleri

Thrust, istenen hareketin tam tersinde bir hava veya egzoz gazlarını hızlandırarak üretilir, çünkü Newton’un üçüncü yasası tarafından reçete edilen jet motorlarında, bu ivme, yüksek seviyeli gazların yanması ve yüksek enerjili gazların aşırı yüklenmesi ile gerçekleşir; pervane sistemlerinde, jet gürültüsüne ivme kazandıran şoklar ile elde edilir.

Jet Gürültü

Jet gürültü yüksek hızlarda sekizinci jet hız gücü ile, yüksek frekanslı turbofan motorlarının bile yüksek hızlarında yüksek oranda azaltımı yapıyor.Bu yüzden yüksek frekanslı turbofan motorlarının büyük bir hacmini düşük hızda hareket ettiriyor, doğal olarak düşük frekanslı veya turbojet motorlarından daha sessiz.

Fan ve Gürültü Gürültü Gürültü

Fan gürültü her iki tonal bileşenden (kırık geçiş frekanslarından) ve geniş bantlı bileşenlerden oluşur (kırık etkileşimlerden) fan bıçakların tasarımı, rotorlar ve Tirajlar arasındaki gerginlik ve nacelledeki ileri akustik çizgileyicilerin kullanımı kritik faktörlerdir. Thrust doğrudan etkiler ve bıçak yükleme - daha yüksek itme ayarları gürültüyü elde eden dalgalanmaları arttırır.

Hava Gürültü

Doğrudan üretim ile ilgili olmasa da, hava çerçevesi gürültüleri, düşük güç fuarında kullanılan yaklaşımlar sırasında belirgin hale gelir. Landing dişli, fsiyonlar ve süpürücüler, iniş yapılandırmasında havali akışlar ile birlikte. Ancak, yaklaşım hızının korunması için gerekli olan itkiler hala sağlanmalıdır ve düşük güçte çalışan motorlar, ses yükseltmesi nedeniyle yükseltilebilir. Thrust management bu nedenle iniş yapılandırmasında hava gürültü ile içilir.

Thrust ve Gürültü Standartları

Düzenleme çerçeveleri sessiz uçaklarda inovasyonun çoğunu yönlendirdi. Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO) daha önceki Bölüm 4 limiti altında gürültü sertifikasyon standartlarını ayarlar. Bu standartlar, gelişmiş olarak katı hale gelir, Bölüm 14'te (yeni uçak türleri için etkili bir gürültü azaltması) ve daha sonra yapılan ölçümler doğrudan motor gürültünün azaltılmasına karşı dengeli olmalıdır.

ICAO gürültü standartları hakkında daha fazla ayrıntı için, [[0}ICAO gürültü sayfaları).

Gelişmiş Motor Tasarımı Düşük Gürültü için Uygunluk

Yüksek-Bypass Turbofans ve Geared Turbofans

Düşük hızdan yüksek turbofanlara geçiş, Pratt & gibi en önemli azalmayı tarihe kadar temsil eder. daha düşük hızda daha yüksek bir hava kütleye hareket ederek, bu motorlar aynı itkiyi dramatik olarak azaltıcı jet gürültüsü ile üretir. Bu decoupling, düşük frekanslı motorlarda 15-20 dB'ye kadar yükseltilir.

Açık Rotor ve İndüksiz Fan Motorlar

Açık rotor motorları (ayrıca girişsiz hayranları olarak da bilinir) daha yüksek profilli performansı geri yüklemeye, böylece sürüklemeyi azaltın ve daha büyük bıçaklara izin vermek için daha fazla yükleme işlemine izin vermek için, bıçaklama vortices ve yerine yüklemenin önyükleme noktalarının ileri düzeydeki seslendirmeye yönelik olarak daha fazla bilgi için tasarlanmıştır.Dönergeli havaleticiler ve kontroller.

Elektrikli ve Hibrit Elektrik Propulsion

Elektrikli itme sistemleri temel olarak daha düşük gürültü vaat ediyor çünkü daha az hareketli parçalarla çalışır ve yanma gürültüsü ortadan kaldırırlar. Elektrikli motorlar, daha küçük bir sürü propulsss için sağlanan itmeler, her biri elektrikli tahrikli (DEP) yüksek frekanslı gürültüyü azaltır ve düşük hızlarda yakıtların azaltılması için daha düşük maliyetlidir.

Gürültü ve Entegrasyon

Hava çerçevesine göre Thrust Orienti, belirgin bir şekilde algılanabilir gürültüyü etkileyebilir.Sağlanan motorlar ve fanı korumak için yılanlar tarafından belirlenen bir bariyer olarak hareket eder.Bu efekt, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde otomatik olarak yapılır.The NASA/SAX-40 sessiz uçak konsepti, bu yönde yönlendirilen bir kanat gövdesini (BWBWB) tarafından yönlendirilen bir şekilde kontrol edilir.

Gürültü Yönetimi için Thrust Vectoring for Gürültü Yönetimi

Thrust vektöring - egzozun sürüklenme yeteneği - genellikle savaş jetlerinde manevra kabiliyeti ile ilişkilendirilir, ancak aynı zamanda yüksek mesafeli jetler sırasındaki egzozları da yükselterek, yüksek şehirli jetler öncelikle daha sonra toplumlarda jet gürültü etkisini azaltabilir.

Gürültü için Operasyonel Thrust Yönetimi

Uçak gürültüsü sadece motor tasarımının bir işlevi değildir, aynı zamanda uçuşta ne kadar tahrik kullanılır. Airlines ve havaalanları çeşitli aşamalarda itme seviyelerini değiştiren gürültü azaltma prosedürleri uygular.

Az önce,

Derated or mitigate pushoffs, havaleleri ile havalimanlarında standarttır. Pilot, en yüksek kullanımdan daha düşük bir itme seviyesi seçer ve uzun süre çalışır.Bu, motor hız ve egzoz hızunu azaltır, doğrudan jet ve fan gürültüyü azaltır.Modern uçuş yönetimi sistemleri optimum şekilde azaltırken, kesintiye uğratılır.

Sürekli Descent Yaklaşım (CDA)

İndüksiyon sırasında, geleneksel adım aşağı yaklaşımı, düşük güçteki motorlarla seviye uçuş segmentleri gerektirir, bu da fan gürültüyü artırabilir. CDA, eğimli yüksekliğe doğru sabit, eğimli yüksekliğe doğru eğimli veya en az itme ile hassas itme yönetimi gerektirir.Bu, her iki motor gürültüsü ve hava gürültüyü azaltır, çünkü fDA daha sonra dağıtılabilir.

Thrust Cutback during Rocket

Çekildikten sonra, uçak genellikle belirli bir yükseklikte güç tırmanmak için itti azaltır (örneğin, 1.000 feet). Bu kesinti, havaalanından gelen topluluklar için gürültüyü önemli ölçüde azaltır. Motor üreticileri, yeterli tırmanmaya izin verirken gürültüyü azaltır. Bazı modern motorlar, ısıtılır güçten daha fazla gürültüyü azaltmak için değişken döngü özelliklerini kullanır, örneğin modülasyon kılavuz minibüslü kılavuz minibüsler veya fan ipucu hızını ayarlamak gibi.

Thrust ve Gürültü Gelişen Şehir Hava Hareketliliği

Elektrikli dikey taksit ve iniş (eVTOL) araçlar sessiz bir şekilde yeni bir sınır temsil ediyor. Bu uçak, şehir çevrelerindeki birçok operasyondan oluşan toplu taşıma ve itme ihtiyacı var. eVTOL'nin gürültü profili, rotor genişleyen ve tonal gürültü ile yönetiliyor, ancak araçlar genellikle daha düşük hızlarda çalışır, üst düzeye çıkar, ancak şehir ortamındaki birçok operasyondan gelen toplu taşımalar için gerekli olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte aktif olarak kullanılabilir.

Future Technologies and Research

Boundary Katman Ingestion (BLI)

Düşük enerji sınırı katmanını tıkayarak, en büyük akışta, BLI propulsors, verilen hava hızı için gerekli olan iti azaltabilir, çünkü uyanmış hava akışı nedeniyle gerekli motor gücünü ve dolayısıyla gürültüyü azaltır.BLI, yüksek çözünürlükte gürültüyü azaltır, hız diferansiyelini azaltır.Arapçayı finanse edebilir.Alan kanat gövdesini ve Airbus NAGRA projesini iki BLI konseptini birleştirir.

Değişken Çevrim Motorları

Bir değişken döngü motoru yüksek seviyeli turbofan modu (düşük gürültü, verimli seyir) ve düşük nokta veya turbojet modu (yüksek betonlu uçuş için yüksek itti). GE Affinity motoru, sadece Aerion AS2 süpersonik iş jeti için seçilmiş (şimdi iptal), değişken döngü ilkeleri. Altsonik modda, süpersonik modlara uymalı daha yüksek egzoz hız için fanı atladı. Thrust motoru, ancak temel termodinamik işlem için verilen bir sonraki nesil süpersonik söz konusu.

Adaptasyon ve Morphing E dying Nozzles

Çiçeğin şekli jet gürültüyü etkiler. Chevrons (serbesteli izdüşün kenarlar) uzun yıllar boyunca, jet gürültüyü karıştırarak karıştırmak için uzun süre boyunca kullanılıyor.Ining adaptive nodes can change geometri in- for example, improve cruise at low-frekans gürültüyü genişleterek. Thrust vektöring nozulları da bu kategoriye girer.

Socioeconomic ve Çevre Kirli Uçak Etkisi

Sessiz uçak geliştirmek sadece teknik bir meydan okuma değildir; toplumlar, havaalanları ve iklim politikası için derin etkiler vardır.Dünya çapında hava yolları, işletim kısıtlamaları ve önemli gürültü masyon maliyetleri için.Sürelenen uçak teknolojileri, 24 saat boyunca hava kirliliğini artırabilir ve sağlık etkilerini azaltır.

Çevrede, sessiz uçaklar genellikle yakıt verimliliği iyileştirmeleriyle el ele geçer. Düşük gürültü genellikle daha düşük egzoz ve konumlardan gelir, bu nedenle yakıt tüketimini azaltır (since pompa belirli bir net itme için daha düşük hız ile orantılıdır). Ancak, ağırlık ve karmaşık bir uçuş için yol çok-objective optimizasyondur ve merkezi rolü oynadığında.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Thrust, sürüklenmenin güçlerinden çok daha fazlasıdır; bir uçağın birincil akustik imzasıdır. Sessiz uçakla yolculuk, nasıl itildiği, yönlendirildiği ve kontrol edilen şekilde, yüksek hızda turbofans'tan elektrik tahrik edilmesi, chevron nozullarından sınır tabakaya kadar, her inovasyonun talep ettiği gibi, gürültünün azaltılması için gerekli olan rolü daha da güçlendirecektir.