摘要：一项突破性的研究揭示了为什么新兴的电动飞机发动机技术听起来很烦人 - 以及如何修复它。...

一项突破性的研究揭示了为什么新兴的电动飞机发动机技术听起来很烦人 - 以及如何修复它。

布里斯托大学与索尔福德大学合作的科学家发现了边界层摄入（BLI）发动机产生的特别令人讨厌的噪音的根本原因，这是未来电动机和混合飞机的关键技术。

基于确定BLI系统中一般噪声源的早期工作，这项最新研究于今天发表大自然的NPJ声学，深入研究空气动力学发电的物理学，揭示了湍流边界层的流动如何与旋转的风扇和管道组件相互作用，从而产生了两个不同的和感知上令人不愉快的声学特征。

这项研究的关键是基于流体力学的评估，它揭示了两种不同类型的宽带噪声模式的基本空气动力学起源，称为“ haystacking” - 影响噪声如何感知的光谱特征。在声学中，“干草堆”描述了湍流散射音场的效果，从而导致特定音调的能量散布在更广泛的频率范围内。

研究表明，在低推力（在巡航期间）下，较弱的风扇吸力使机身边界层流动在很大程度上不受干扰。在此制度中，流动摄入受机身曲率诱导的流动失真的控制，这仅暴露于低摩肌湍流流量结构中。由于管道的声学作用在低推力下占主导管道干草。

在高推力（在起飞过程中），强烈的风扇吸力破坏了机身边界层流动，从而产生风扇引起的流动失真，从而在较大的刀片跨度的较大部分中绘制高摩肌，高度不稳定的湍流。风扇引起的扭曲流动和旋转叶片之间的这种强烈相互作用导致风扇干草，其中不稳定的流被旋转的叶片反复切割，大部分旋转刀片跨度。

总部位于布里斯托尔科学与工程学院的首席研究员Feroz Ahmed博士在进行这项研究时说：“这两个隐藏的声音签名 - HAYSTACKINGing-使未来的嵌入式飞机发动机在感知上感到烦恼，而不仅仅是大声。

“通过将湍流摄入模式与人们如何感知噪音联系起来，我们为工程师提供了设计未来飞机的工具，这些飞机确实听起来像他们看起来一样安静。”

这些见解提供了一个新的路线图，用于设计听起来更安静的嵌入式发动机，而不仅仅是安静，这是改善公众接受未来城市空气流动飞机的重要步骤。

研究人员使用高保真风洞的设置复制了现实世界中的条件，使用先进的仪器收集了跨飞行机制的详细流动和噪声数据，包括热线触诊，压力传感器和远场麦克风。这使他们能够隔离并将每个噪声签名（干草堆）连接到其空气动力学原因及其对人类感知的影响。

这项研究的含义是广泛的。这些见解为大规模运输飞机（例如空中客车Zeroe，Onera Nova，NASA/MIT Aurora D8，Airbus Nautilus和Mitsax-40）提供了可行的设计指南，以及下一代垂直飞机（EVTOL）飞行器（EVTOL）飞行器（EVTOL）飞行（EVTOL）飞行器（EVTOL）飞行器（EVTOL）飞行器的脉动（UAM）SCECTOR（UAM）SECTOR（UAM）的制造商（UAM）的制造商（UAM）将飞机噪声降低65％。这些发现可以帮助设计更安静的发动机，以实现未来的电动飞机和航空出租车。

该团队现在计划制定空气动力学和声学控制策略，以减少风扇和管道干草堆。他们还希望将这种分析扩展到涉及湍流摄入的其他推进概念，以塑造安静的航空的未来。