Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Reduzierung des Schalldruckpegels von UAS-Propellern/-Rotoren durch Modifikation der Vorderkante

Callender, MN

Die bemannte Luftfahrt wird von der Federal Aviation Administration (FAA) reguliert, um eine sichere, zuverlässige, effiziente und umweltverträgliche Luftfahrt in den Vereinigten Staaten zu gewährleisten. Ein von der FAA reguliertes Umweltproblem ist der von Flugzeugen verursachte Lärm. Die Federal Aviation Regulation (FAR) Titel 14 Teil 36 befasst sich speziell mit dem Schalldruckpegel (SPL) je nach Flugzeugtyp, wenn sich die Flugzeuge in Bodennähe befinden. Die Minimierung des Fluglärms trägt dazu bei, positive Beziehungen zwischen der Luftfahrtgemeinschaft und der Öffentlichkeit aufrechtzuerhalten. Unbemannte Flugzeugsysteme (UAS) sind ein sehr schnell wachsender Bereich der Luftfahrtindustrie, der innerhalb des National Airspace System (NAS) operiert; derzeit gibt es jedoch keine Regulierung für den Schalldruckpegel von UAS. Seit dem 29. August 2016 sind die UAS so reguliert, dass sie sich in Bodennähe (nicht höher als 400 Fuß) befinden müssen. Wie bemannte Flugzeuge erzeugen UAS hohe Schalldruckpegel, die größtenteils auf die Propeller/Rotoren zurückzuführen sind. Die Kombination aus Bodennähe, hohem Schalldruck und zunehmender UAS-Dichte wird mit Sicherheit zu negativen Reaktionen in der Öffentlichkeit führen. Um die hörbaren Auswirkungen von UAS zu minimieren, versuchte der Autor, den Schalldruck kleiner UAS-Propeller/-Rotoren durch Vorderkantenmodifikationen zu minimieren. Die Modifikation, die aus einem Vorderkantenkamm besteht, wurde von einem der drei Merkmale inspiriert, die bei den Schwungfedern bestimmter Eulen zu finden sind: Vorderkantenkamm, Hinterkantenbüschel und Porosität der Oberseite. Die Modifikationen konnten den Schalldruck erfolgreich reduzieren und gleichzeitig konstante Schubniveaus über einen weiten Drehzahlbereich aufrechterhalten.