螺旋桨推进为安静 高效的电动航空铺平了道路

电气化被视为在未来的无化石航空中发挥重要作用。但电动航空正面临着一个权衡取舍的困境：电动飞机越节能，它的噪音就越大。现在，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发了一种螺旋桨设计优化方法，为安静、高效的电动航空铺平了道路。

近年来，电气化被描述为在减少未来航空排放方面具有重要作用。由于航程更远带来的挑战，人们的兴趣主要集中在航程更短的电动螺旋桨飞机上。与电动机相连的螺旋桨被认为是区域和国内航班最高效的推进系统。

但是，虽然飞机是电动的，但螺旋桨会产生另一种排放物——噪音。螺旋桨叶片发出的噪音不仅会打扰空中乘客。未来的电动飞机将需要在相对较低的高度飞行，噪音干扰会影响居民区和动物生活。

与权衡取舍的困境作斗争

这就是研究界面临的困境。开发既安静又节能的电动飞机的雄心受到权衡问题的阻碍。

“我们可以看到，螺旋桨的叶片越多，噪音排放越低。但叶片越少，推进效率越高，电动飞机飞行时间越长。从这个意义上说，能源效率和能源效率之间存在权衡。噪音。这对于既安静又高效的电动飞机来说是一个障碍，”查尔姆斯理工大学流体动力学和海洋技术副教授兼研究员Hua-DongYao解释道。

但现在，姚华东和他的研究同事可能离解决方案又近了一步。他们成功地隔离和探索了发生在螺旋桨叶片尖端或“尖端涡流”的噪音，这是一种已知但探索较少的噪音源。在隔离这种噪音时，研究人员能够充分了解它相对于螺旋桨叶片产生的其他噪音源的作用。通过调整螺距角、弦长和叶片数量等一系列螺旋桨参数，该团队找到了一种优化螺旋桨设计并平衡效率和噪音之间权衡的方法。

该方法在航空航天杂志上发表的研究中有所描述，现在可用于未来电动飞机的更安静螺旋桨的设计过程。

“现代飞机螺旋桨通常有两到四个叶片，但我们发现，通过使用我们的优化框架设计的六个叶片，您可以开发出一种既相对高效又安静的螺旋桨。螺旋桨的噪音降低高达5-8dBA，与三叶片螺旋桨相比，推力损失仅为3.5%。这相当于某人从正常谈话的声音到您在安静的房间里听到的声音所降低的噪音，”Hua-Dong说瑶。

A加权分贝(dBA或dB(A))表示人耳感知的声音的相对响度。与平坦的音频分贝测量相比，A加权为人类听力的中间范围内的频率提供更多价值，而为边缘的频率提供更少的价值。A计权是判断听力损伤和噪声污染的标准。