飞机螺旋桨低噪声多学科优化设计与试验验证研究

为进一步降低飞机螺旋桨气动噪声，针对飞机螺旋桨开展综合考虑气动、噪声和结构强度的低噪声多学科优化设计与试验验证。采用基于涡格法的升力面理论进行螺旋桨气动性能计算，基于Hanson频域远场噪声计算方法进行螺旋桨远场噪声评估，2种计算方法都通过与试验对比验证精度，由此组成螺旋桨气动-噪声联合算法；以桨叶沿叶高分布的弦长、安装角和侧掠为设计变量，充分考虑桨叶结构强度对设计变量的约束，以螺旋桨推力、效率不降低和远场噪声降噪最大为优化目标；优化桨叶通过了离心载荷试验、气动载荷试验、动态特性试验等强度试验；在气动声学风洞内完成了气动与声学性能验证，优化螺旋桨相比原始桨气动性能基本保持不变，优化螺旋桨在设计工况的1阶离散分量处的远场气动噪声峰值降低2.7dB，较小推力下降噪量最高可达4dB,2阶离散分量处也有明显的降噪效果。提出的方法同时满足气动、噪声和结构强度要求。