Kann der Lärm von gegenläufigen Propellern reduziert werden, indem jeder Propeller eine unterschiedliche Anzahl von Blättern hat?

Achtung: Dies stammt von der Wikipedia-Seite zu gegenläufigen Propellern und besagt ausdrücklich, dass ein Zitat erforderlich ist:

Allerdings können sie sehr laut sein ... Hilfreich ist es auch, wenn die beiden Propeller eine unterschiedliche Blattanzahl haben (zB vier Blätter am vorderen Propeller und fünf am hinteren). [Zitat erforderlich]

Irgendeine Wahrheit dazu? Kann eine variable Anzahl von Blättern pro Propeller wirklich zur Lärmreduzierung beitragen? Wenn das so ist, wie?

(Es wird nicht ausdrücklich gesagt, ob es sich um eine Kolbenstütze oder eine Turbostütze handelt. AFAIK, beide können für gegenläufige Stützen verwendet werden, und ich habe keine Ahnung, welche lauter wäre oder ob diese angebliche Idee mit variablen Blättern funktionieren wird das eine, das andere nicht.)

Ich dachte immer, dies sei eine Energiewiederherstellungsstrategie, keine Rauschunterdrückungsstrategie. Paging @PeterKämpf?

Antworten (2)

Es hilft ein wenig, ja.

Eine Geräuschquelle ist die Schwankung des dynamischen Drucks, die ein Blatt des hinteren Propellers erfährt, wenn es den Nachlauf eines Blattes des vorderen Propellers durchschneidet. Reibung in der Grenzschicht an der ersten Schaufel verringert lokal den dynamischen Druck und erzeugt Druckschwankungen an der zweiten Schaufel und Lärm.

Durch die Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Schaufeln treten die Druckschwankungen nicht alle gleichzeitig auf, sondern nacheinander, wodurch die Spitzenleistung des Geräuschs reduziert wird. Der Effekt, dass das zweite Blatt den Nachlauf des ersten durchschneidet, ist immer noch da, aber über die Zeit verteilt.

Danke an @MSalters für den Hinweis auf einen weiteren Effekt. Ich kopiere direkt aus seinem Kommentar: Der Effekt wird nicht nur über die Zeit verteilt, sondern auch in der Frequenz nach oben verschoben. Bei 6000 U/min (100 Hz) mit 4 Blättern pro Propeller passieren sie sich 8 Mal pro Umdrehung (800 Hz). Wenn der zweite Propeller 5 Blätter hat, bewegt sich dieser bis zu 4000 Hz.

An-70 mit D-27 Propfan

P-27-Stütze auf der D-27-Turbowelle des An-70-Transporters , Bild von Marina Lystseva. Der vordere Propeller hat 8 Blätter und der hintere Propeller hat 6. Für eine optimale Geräuschreduzierung sollte der hintere Propeller nur ein Blatt weniger haben als der vordere Propeller. Der Sweep an der Vorderkante hilft dabei, den Kontakt eines einzelnen Blattes mit dem Kielwasser über die Zeit zu verlängern, was wiederum Spitzengeräusche reduziert.

Der Effekt wird nicht nur über die Zeit verteilt, sondern auch in der Frequenz nach oben verschoben. Bei 6000 U/min (100 Hz) mit 4 Blättern pro Propeller passieren sie sich 8 Mal pro Umdrehung (800 Hz). Wenn der zweite Propeller 5 Blätter hat, bewegt sich dieser bis zu 4000 Hz.
@MSalters: Richtig! Ich habe vergessen, werde die Antwort bearbeiten.
Das ist faszinierend, aber für eine optimale Reduzierung sehe ich nicht ein, warum die hintere Stütze 1 Blatt weniger haben sollte als die vordere. Warum hat die Vorderseite nicht 1 weniger als die Rückseite? Warum nicht irgendeine Kombination verschiedener Primzahlen?
@ DrZ214: Die hinteren Blätter arbeiten in einer Strömung, die vom vorderen Propeller verwirbelt wird, was ihnen einen besseren Wirkungsgrad und eine höhere Belastung verleiht, wenn sie mit der gleichen Neigung wie die vorderen Blätter betrieben werden. Wenn Sie das Drehmoment neutralisieren möchten, ist es besser, die Blattanzahl an der hinteren Stütze zu reduzieren.
Die Logik würde vorschlagen, dass Sie möchten, dass die Anzahl der Blätter an jedem Propeller teilerfremd ist, um die Frequenz maximal zu verschieben. Wenn Sie auch möchten, dass die Anzahl der Klingen ähnlich ist, ist die Verwendung einer Differenz von 1 Klinge wahrscheinlich die optimale Lösung.

Ja!

Für das tonale Rauschen des Cr-Fans (eine Art von Rauschen und eine andere ist Breitband) kann es stark reduziert werden, indem der Modal-Mismatch-Index auf 2 gesetzt wird. Blatt eines Rotors ist 7, der andere sollte 9 oder 5 sein, um das abgestrahlte Geräusch am wenigsten zu machen.

Sauber. Aber was ist tonales Rauschen und was ist Breitbandrauschen? Was ist der Unterschied zwischen ihnen?
Kann der Lärm von gegenläufigen Propellern reduziert werden, indem jeder Propeller eine unterschiedliche Anzahl von Blättern hat?
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