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英国研究人员发现 eVTOL 风扇噪音比预期大

英国研究人员发现 eVTOL 风扇噪音比预期大

英国布里斯托大学的一组研究人员研究了地面附近的螺旋桨噪音,发现在着陆垫、屋顶和其他地物上方有明显的浪涌噪音。 他们的研究表明,城市地区的空中交通可能并不像宣传的那样“安静”。

布里斯托尔的气动声学研究小组在最新一期的 声音与振动杂志. 该团队发现,地面效应中的螺旋桨(机翼周围的气流在靠近表面时会发生变化)显示出宽带噪声水平显着增加。 对于 eVTOL 最有意义的是,他们发现了螺旋桨在地面效应中的“显着声学反射”。

对于 UAM 支持者长期以来声称将是其自然栖息地的城市景观,这表明潜在噪音高于 eVTOL 制造商声称的低于传统直升机噪音的水平。 布里斯托尔的研究对英国国家风洞设施的声音进行了重大测试。

迄今为止,几乎所有媒体 eVTOL 噪声演示都是在开放的受风影响的环境中进行的。 2021 年的一段 Joby Aviation 视频中,公司创始人 JoeBen Bevirt 谈到了他的梦想“建造一架飞机,让我可以飞出我出生的红杉林中的草原”,这就是一个很好的例子。

由于 Bevirt 正在一个开放的机场坡道上摆姿势,几乎看不到树木,因此很难准确说出他离 Joby eVTOL 有多远,或者他是否戴着随身麦克风。 同样值得注意的是声音衰减的雾霾。 空气很冷,贝弗特的呼吸证明了这一点,这是另一个大气消音器。 这肯定不是他提到的红木草地,也不是任何类似城市景观的东西。

布里斯托尔的研究人员发现了在地面效应下运行的螺旋桨的额外音调(高音调)峰值。 在有水的地方,比如在城市的许多港口,都会有影响声音的水动力相互作用。

主要作者利亚姆·汉森 (Liam Hanson) 指出,要使 UAM 在城市地区的运营变得实用,工程师必须解决螺旋桨的噪音污染问题。 小型商业无人机操作(交付、测绘、监视和安全无人机)也是如此。

作者提出了此类车辆产生的声音的性质和音高的一个明显方面,指出 eVTOL 和无人机使用的螺旋桨比直升机的旋翼小,并且通常以更高的速度旋转。 它们的噪声特性与当前声学知识库中已知的不同,表明需要进一步研究。

“我们首次全面测量了小型螺旋桨在起飞和降落过程中与地面相互作用时的噪音,”汉森说。 “显然,如果不考虑与地面的复杂相互作用,我们可以预计 eVTOL 飞机在起飞和降落期间会非常嘈杂。”

布里斯托尔团队表示,在国家航空声学风洞设施进行的测试可以为减少起飞或降落期间飞机噪音的策略提供信息 – 通过改变着陆台的设计和它们运行的​​机场,或者最明显的是,通过改变飞机的设计 拟议的飞机架构。

虽然这些都是合理的建议,但实施它们需要时间和金钱,而 eVTOL 制造商可能开始缺乏这些资源。

这项研究当然应该引起商业 UAM 领域的推动者和推动者的兴趣,但也应该引起军方的兴趣。 4 月,四名美国空军飞行员在该公司位于加利福尼亚州玛丽娜的制造工厂远程驾驶了 Joby S4 eVTOL。

这些飞行是为将 Joby 飞机交付给加利福尼亚州爱德华兹空军基地所做的早期准备。 美国空军通过其创新部门 AFWERX 正在评估 eVTOL 飞机,作为其 Agility Prime 计划的一部分,该计划旨在加速先进航空运输车辆的商业市场。

AFWERX 发射 在谈到美国空军飞行员的首次远程飞行时,他们还强调,该创新机构最近与 Joby 签订了自 2020 年开始的合同的第三次延期。该新闻稿特别指出:“ [contract] 该扩展为 Joby 提供了向空军和其他政府合作伙伴提供多达 9 架低噪音零排放飞机的选项。 “

当首批两架 Joby 飞机于 2024 年初交付给爱德华兹时,空军、美国宇航局和其他机构将开始了解 Joby 飞机在各种运行环境中的声音特征有多低。

在发布时,关于 AFWERX 和 AFRL 对布里斯托尔气动声学研究的了解和反应的询问尚未得到答复。 如果空军对这个话题提出想法,这篇文章将会更新。

与此同时,布里斯托大学的研究人员现在正在对整个 eVTOL 系统(飞机/着陆平台/表面/端口)的潜在降噪方法进行额外测试。 他们的发现将引起持续关注,并再次提醒人们,技术声明和现实世界的结果通常会有所不同。

如果小型、高密度的 UAM 和 UAS 变得无处不在——而不是它们被描绘成不是问题——就必须处理噪音。

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