氣流改變護(hù)罩和方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]航空器(例如，飛機(jī))在著陸進(jìn)場(chǎng)(即接近著陸)期間，會(huì)產(chǎn)生非常大的噪聲。該噪聲的大部分是由于空氣圍繞打開的起落架和/或高升力裝置(例如，襟翼以及縫翼)流動(dòng)而產(chǎn)生的。
[0002]盡管在著陸順序過(guò)程中，航空器以大約80m/s的速度航行，然而圍繞噪聲導(dǎo)生部件或航空器機(jī)架以及起落架的區(qū)域的氣流可達(dá)到大約300m/s的速度，這會(huì)產(chǎn)生大約200W以噪聲形式消散的聲能量。該噪聲可以是音調(diào)噪聲，例如，由于氣流在空腔上流動(dòng)產(chǎn)生的哨聲噪聲、來(lái)自機(jī)翼盒的低頻隆隆聲、或?qū)拵г肼?，即在很寬的頻率范圍內(nèi)的噪聲。圍繞航空器的湍氣流以及尾流的噪聲是非常大的，而圍繞航空器(特別是圍繞機(jī)翼)的氣流會(huì)導(dǎo)致起落架的組件以及高升力裝置振動(dòng)，這些振動(dòng)組件接著可能會(huì)引起航空器的其它組件(例如，機(jī)翼盒、表面面板以及起落架門)振動(dòng)。上述類型的噪聲是現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的，在這里可以被稱為氣動(dòng)噪聲。
[0003]由于機(jī)場(chǎng)通?？拷鞘谢蚱渌丝诿芏却蟮木用駞^(qū)，因此，氣動(dòng)噪聲不受期望的。由于起落架的位置位于航空器下方、高升力裝置位于機(jī)翼的弦向末端(即:機(jī)翼的前后緣)，因此，起落架以及高升力裝置導(dǎo)致的氣動(dòng)噪聲直接向地面輻射，從而使得該氣動(dòng)噪聲成為一個(gè)特別大的問(wèn)題。
[0004]人們已開始嘗試解決氣動(dòng)噪聲問(wèn)題。例如，已知的有通過(guò)提供帶有整流罩的起落架。整流罩通常為一剛性結(jié)構(gòu)，通常由金屬或合成材料制成，以用于在降落期間將航空器起落架的噪聲導(dǎo)生區(qū)域與氣流分隔開來(lái)。然而，本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有噪聲降低裝置(例如，整流罩)會(huì)不合需要地增加航空器的整體重量。而且，現(xiàn)有噪聲降低裝置(例如，整流罩)會(huì)不合需要地增加航空器部件(例如，起落架和/或高升力裝置)的蒙皮以及影響航空器部件之間的連接。整流罩以及類似物還會(huì)影響部件(例如，制動(dòng)部件)的冷卻，且通常是方向性的，意味著在順風(fēng)情況下是無(wú)效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于降低噪聲的護(hù)罩，所述噪聲由氣流經(jīng)過(guò)一航空器的噪聲導(dǎo)生部件時(shí)產(chǎn)生，所述護(hù)罩包括:
[0006]基體，所述基體用于附著在所述航空器上的所述噪聲導(dǎo)生部件或上游部件上；以及
[0007]與所述基體連接的多個(gè)氣流擾動(dòng)組件，用于在所述氣流中引入擾動(dòng)，以降低由所述氣流經(jīng)過(guò)所述噪聲導(dǎo)生部件時(shí)產(chǎn)生的噪聲。
[0008]因此，根據(jù)該方面的本發(fā)明提供了一種護(hù)罩，該護(hù)罩可附著在航空器的一部件上，用于在相對(duì)航空器移動(dòng)的氣流中引入擾動(dòng)，以降低氣流經(jīng)過(guò)航空器噪聲導(dǎo)生部件時(shí)應(yīng)產(chǎn)生的噪聲。盡管聲能的降低可能是較小的，然而仍然可以在地面上產(chǎn)生有效地可覺知的噪聲降低效果，這是因?yàn)槿硕鷮?duì)聲能中非常小的變化(例如，0.6瓦特(watts))也是非常敏感的。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的護(hù)罩可被用于抑制噪聲導(dǎo)生部件的振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的護(hù)罩提供了一簡(jiǎn)化裝置，通過(guò)該裝置可將氣流擾動(dòng)組件定位在航空器的一期望位置。
[0009]多個(gè)所述氣流擾動(dòng)組件中的每一個(gè)包括一突出部，所述突出部自所述基體在遠(yuǎn)離所述噪聲導(dǎo)生部件的方向上延伸。
[0010]所述突出部中的第一個(gè)具有第一形狀，所述突出部中的第二個(gè)具有不同于第一形狀的第二形狀。這使得由護(hù)罩提供的擾動(dòng)效果可以被定制以符合噪聲導(dǎo)生部件的表面輪廓。
[0011]一個(gè)或多個(gè)所述突出部自所述基體伸出至少0.5mm。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)所述突出部自所述基體伸出的距離位于大約0.5mm到大約20mm。這樣，這些突出部可提供有效的阻力或擾動(dòng)水平。
[0012]這些突出部一起可具有至少I平方毫米的面向氣流的表面。這可以提供有效的阻力或擾動(dòng)水平。
[0013]所述基體具有一主面，所述主面具有位于大約20平方毫米到大約5平方米之間的表面面積。這可以提供有效的阻力或擾動(dòng)水平。
[0014]所述氣流擾動(dòng)組件可移除地連接在所述基體上。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一簡(jiǎn)化裝置，通過(guò)該裝置，氣流擾動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)可以被改變，這非常有利于測(cè)試以確定氣流擾動(dòng)護(hù)罩如何影響氣流經(jīng)過(guò)航空器的噪聲導(dǎo)生區(qū)域時(shí)產(chǎn)生的噪聲。
[0015]所述基體包括多個(gè)固定件，以用于對(duì)所述氣流擾動(dòng)組件進(jìn)行定位。
[0016]所述基體用于定義一規(guī)則或不規(guī)則的突出部陣列。
[0017]所述擾動(dòng)組件用于將阻力增加至少1.1,1.5、2或3倍。
[0018]所述護(hù)罩的邊緣定義了一鋸齒形邊緣。這可以增加或減少氣流擾動(dòng)組件應(yīng)導(dǎo)致的阻力或擾動(dòng)水平。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了包括任一前述聲明中的護(hù)罩的航空器。
[0020]所述航空器可包括起落架、面板(例如，襟翼、縫翼蓋或吊艙)、起落架門、吊架、高升力裝置以及類似部件。航空器可以是商用或軍用航空器、無(wú)人機(jī)(UAV)、或內(nèi)大氣層航天器。在一些實(shí)施中，噪聲導(dǎo)生部件包括航空器的一區(qū)域。
[0021]在一些實(shí)施例中，所述護(hù)罩可解決由起落架位置或航空器下方其他裝置引起的、直接向地面輻射的氣動(dòng)噪聲問(wèn)題。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了確定氣流擾動(dòng)護(hù)罩如何影響噪聲的方法，該噪聲由氣流經(jīng)過(guò)航空器的一噪聲導(dǎo)生區(qū)域時(shí)產(chǎn)生，所述護(hù)罩包括:
[0023]基體，用于附著在所述航空器上的所述噪聲導(dǎo)生部件或上游部件上；以及
[0024]與所述基體連接的多個(gè)氣流擾動(dòng)組件，所述多個(gè)氣流擾動(dòng)組件用于在所述氣流中引入擾動(dòng)，以降低由所述氣流經(jīng)過(guò)所述噪聲導(dǎo)生部件時(shí)產(chǎn)生的噪聲，所述方法包括:
[0025]將所述氣流擾動(dòng)護(hù)罩連接到所述航空器的一區(qū)域或鄰近所述航空器上的所述噪聲導(dǎo)生部件或上游部件；
[0026]提供所述氣流；以及
[0027]確定由所述氣流產(chǎn)生的噪聲的等級(jí)。
[0028]所述方法可進(jìn)一步包括步驟:
[0029]改變所述氣流擾動(dòng)護(hù)罩的位置；
[0030]提供所述氣流；以及
[0031]確定由所述氣流產(chǎn)生的噪聲的等級(jí)。
[0032]所述方法可進(jìn)一步包括步驟:
[0033]改變所述氣流擾動(dòng)護(hù)罩的突出部的結(jié)構(gòu)；
[0034]提供所述氣流；以及
[0035]確定由所述氣流產(chǎn)生的噪聲的等級(jí)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一航空器，該航空器包括多個(gè)氣流擾動(dòng)組件，以用于在氣流中引入擾動(dòng)，從而降低氣流經(jīng)過(guò)航空器的噪聲導(dǎo)生部件時(shí)產(chǎn)生的噪聲。
[0037]第一方面的任何優(yōu)選特征可應(yīng)用于第四方面的航空器。
【附圖說(shuō)明】
[0038]僅作為示例地，下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明一些實(shí)施例進(jìn)行描述，其中:
[0039]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中起落架的示意圖；
[0040]圖2為圖1中起落架的噪聲導(dǎo)生部件的示意圖；
[0041]圖3為圖2中的噪聲導(dǎo)生部件的示意圖，該噪聲導(dǎo)生部件具有本發(fā)明一實(shí)施例中的氣流擾動(dòng)護(hù)罩；
[0042]圖4為圖2中的噪聲導(dǎo)生部件的示意圖，該噪聲導(dǎo)生部件具有本發(fā)明一可選實(shí)施例中的氣流擾動(dòng)護(hù)罩；
[0043]圖5為圖2中的噪聲導(dǎo)生部件的示意圖，該噪聲導(dǎo)生部件具有本發(fā)明一可選實(shí)施例中的氣流擾動(dòng)護(hù)罩；
[0044]圖6a至圖6c示出了根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例中的氣流擾動(dòng)護(hù)罩；
[0045]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的起落架的示意圖；以及
[0046]圖8為一流程圖，該流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一方法。
【具體實(shí)施方式】
[0047]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的起落架100。起落架100包括以扭接連桿的鉸鏈形式表示的噪聲導(dǎo)生區(qū)域12。可以想到的，起落架100包括許多適用于起飛和降落的噪聲導(dǎo)生部件和區(qū)域，例如，圖示中處于打開狀態(tài)的起落架100。
[0048]由于起落架100連接的航空器的運(yùn)動(dòng)，起落架100通常在箭頭M方向移動(dòng)，該方向被稱為起落架運(yùn)動(dòng)方向M0因此，氣流相對(duì)起落架100在箭頭A方向移動(dòng)，該氣流被稱為氣流A。氣流A可以被認(rèn)為是來(lái)自航空器的向前和垂直速度的主要?dú)饬骰蚝铣蓺饬?，該氣流通常還包括一側(cè)風(fēng)分量。
[0049]參考圖2，圖中示意性地示出了起落架100的噪聲導(dǎo)生部件12。該噪聲導(dǎo)生部件12包括一突出部，由產(chǎn)生自氣流A的氣動(dòng)氣流AD經(jīng)過(guò)該突出部，從而產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲。
[0050]圖3為2中噪聲導(dǎo)生部件的不意圖，該噪聲導(dǎo)生部件具有本發(fā)明一實(shí)施例中的氣流擾動(dòng)護(hù)罩14。
[0051]作為概述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣流擾動(dòng)護(hù)罩14用于在如圖2所示的氣動(dòng)氣流AD中引入擾動(dòng)，以產(chǎn)生擾動(dòng)氣流TA，即氣流已經(jīng)被更改，以比氣流應(yīng)該顯示的亂流度顯示出更大或更小的亂流度。因此，護(hù)罩14改變了圍繞部件的氣流模式和/或改變了圍繞產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲的其他下游部件的氣流模式，從而降低了總體的氣動(dòng)噪聲。相對(duì)于氣流經(jīng)過(guò)噪聲導(dǎo)生部件12和/或下游部件時(shí)應(yīng)產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲，本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)改變?cè)肼晫?dǎo)生部件12的表面輪廓以包括多個(gè)用于在氣流經(jīng)過(guò)該表面輪廓時(shí)導(dǎo)致擾動(dòng)的氣流擾動(dòng)組件14b通常會(huì)降低氣流經(jīng)過(guò)噪聲導(dǎo)生部件12和/或下游部件時(shí)產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲。護(hù)罩14上的氣流擾動(dòng)組件14b的最佳結(jié)構(gòu)和相對(duì)于噪聲導(dǎo)生部件的護(hù)罩的位置依賴于噪聲導(dǎo)生部件及其組成的裝置的幾何圖案。最佳結(jié)構(gòu)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)和/或計(jì)算機(jī)流體動(dòng)態(tài)分析確定。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣流擾動(dòng)護(hù)罩14提供了一種簡(jiǎn)化裝置，通過(guò)該裝置多個(gè)氣流擾動(dòng)組件14b可以被應(yīng)用于噪聲導(dǎo)生部件12，以改變?cè)摬考谋砻孑喞?br>[0052]噪聲導(dǎo)生區(qū)域12可具有一個(gè)或多個(gè)外向延伸的外圍表面和/或向內(nèi)延伸的表面或腔，還可以包括一或多個(gè)部件中的至少一些。在一些實(shí)施例中，噪聲導(dǎo)生區(qū)域可以是第一部件和第一部件移動(dòng)連接的第二部件之間的連接區(qū)，例如，鉸鏈接合以及萬(wàn)向接頭區(qū)。
[0053]示出的實(shí)施例中的氣流擾動(dòng)護(hù)罩14包括剛性基體14a，該基體具有用于與噪聲導(dǎo)生部件12連接的接合面。護(hù)罩14尺寸被設(shè)計(jì)為與噪聲導(dǎo)生部件12匹配?；w14a的接合面被塑造以符合噪聲導(dǎo)生部件12的外表面，以優(yōu)化接觸的表面面積總量，這可以提高基體14a和噪聲導(dǎo)生部件12之間的粘合連接。在其他實(shí)施例中，接合表面和/或基體14a可具有任何合適的結(jié)構(gòu)。
[0054]多個(gè)氣流擾動(dòng)組件可由多個(gè)球狀突出部14b定義，該球狀突出部自接合面的相對(duì)面上的基體14a延伸。突出部14b用于在氣流A中引入擾動(dòng)，從而產(chǎn)生擾動(dòng)氣流TA。突出部14b可以以規(guī)則或不規(guī)則陣列被設(shè)置，每個(gè)突出部可具有任何合適的結(jié)構(gòu)，以用于引入如前所述的擾動(dòng)。引入的擾動(dòng)的量會(huì)受到突出部的形狀的影響，從而突出部的形狀決定了突出部的輪廓和突出部的引入阻力和/或面積，而沿著突出部的面積的表面粗糙度決定了表面摩擦阻力。在一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)突出部14b可用于在突出部14b表面上確定一駐激波