[논문]헬리콥터 로터 블레이드의 자려소음 예측

김효영; 유기완

헬리콥터 로터 블레이드의 자려소음 예측
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Self-noise from the rotor blade of the UH-1H Helicopter is obtained numerically by using the Brooks' empirical noise model. All of the five noise sources are compared with each other in frequency domain. From the calculated results the bluntness noise reveals dominant noise sources at small angel of attack, whereas the separation noise shows main noise term with gradually increasing angel of attack. From the results of two different tip Mach numbers with the change of angel of attack, the OASPLs at M = 0.8 show about 15dB larger than those at M = 0.4.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

관측 지점은 블레이드 회전면상에서 로터 허브 중심으로부터 1.5D만큼 떨어진 지점에서 받음각은 스팬 방향으로 균등하도록 하고 마하수가 0.4와 0.8일 때 각각의 받음각을 0°에서 10° 까지, 2°씩 증가 시키면서 소음을 예측하기로 한다.
헬리콥터의 로터 블레이드에서 발생되는 자려 소음을 팁 마하수 0.4와 0.8 두 가지 경우에 대하여 각각 받음각을 0°에서 10°까지 2° 간격으로 변화시켜가면서, Brooks 등이 제시한 소음계산법을 이용하여 주파수에 해당하는 음원을 예측하고 분석하였다.

대상 데이터

본 연구에서 선정한 블레이드 모델은 UH-LH 헬리콥터 로터의 실제 크기를 갖는 직경과 코드 길이로 하였다. 익형은 NACA0012를 사용하였으며 , 제세한 블레이드의 제원은 Table 1과 같다.
하였다. 익형은 NACA0012를 사용하였으며 , 제세한 블레이드의 제원은 Table 1과 같다.

이론/모형

본 논문에서는 Brooks 등 [5]이 실험적 방법을 통하여 얻어낸 경험식을 이용한 소음 계산법을 이용하여 UH-1H 로터 블레이드에 적용하여 받음각과 팁 마하수 에 따른 음압을 주파수 분석하였다.

성능/효과

6 (b)의 경우를 Fig. 6 (a)인 0°와 비교하면 뒷전두께의 영향에 따른 음압의 변화는 미미하나, 익단소음의 경우 1.6 kHz 의 주파수 범위에서 피크를 이루는 으 6 dB 정도의 증가를 보이지만 TBL-TE 압력측에 의한 음압이 약 5dB 낮아져서 결과적으로 전체 음압 (0ASPL)은 2.4 dB 정도의 작은 증가를 보이고 있다.
결과를 종합하여 보면, 받음각이 작은, 0° 에서 4 ° 까지는 뒷전두께에 의한 소음이 10 kHz의 매우 높은 고주파수 영역에서 상대적으로 높은 음압의 피크를 구성하는 지배적인 소음 특성을 나타내 보였고, 6°이상의 받음각을 가질 경우에는 박리에 의한 소음이 1~2 kHz의 상대적으로 낮은 주파수영역에서 음압의 피크를 구성하면서 지배적인 소음원으로 작용하게 됨을 알 수 있었다. 이는 또한 TBL-TE의 압력측과 흡입 측의 받음각에 따른 음압의 차이가 많이 발생할수록 박리 현상에 의한 음압이 더욱 증가되는 것을 결과를 통하여 확인할 수 있었다.
4에서와 마찬가지로 받음각이 커지면서 급격히 증가하여 지배적인 소음원으로 작용하는 경향을 공통적으로 보이고 있다. 또한 받음각이 작은, 0°에서 4°까지는 뒷전에 의한 소음이 10 kHz의 고주파수 영역에서 지배적인 소음특성을 나타내 보였고, 6° 이상의 받음각을 가질 경우에는 박리에 의한 소음이 1~2 kHz의 상대적으로 낮은 주파수에서 지배적인 소음임을 알 수 있다.
이는 또한 TBL-TE의 압력측과 흡입 측의 받음각에 따른 음압의 차이가 많이 발생할수록 박리 현상에 의한 음압이 더욱 증가되는 것을 결과를 통하여 확인할 수 있었다.
전체적인 소음원에 대하여 주파수에 대한 음압의 크기가 상대적으로 작게 나타나는 LBL-VS 의 경우, 받음각이 4° 인 600 Hz에서 45 dB의 피크 음압을 갖지만, 받음각이 8° 인 지점에서 급격히 증가하여 , 받음각이 10 ° 에서는 3kHz 지점에서의 음압이 65 dB를 갖게 된다.
알 수 있다. 최대 10°차이의 받음각에 따른 음압은 마하수 0.4에서 약 15 dB, 마하수 0.8에서 약 20 dB의 큰 차이를 보이고 있다.

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