JP3042833B2 - BVI noise detector - Google Patents

BVI noise detector

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JP3042833B2
JP3042833B2 JP8192363A JP19236396A JP3042833B2 JP 3042833 B2 JP3042833 B2 JP 3042833B2 JP 8192363 A JP8192363 A JP 8192363A JP 19236396 A JP19236396 A JP 19236396A JP 3042833 B2 JP3042833 B2 JP 3042833B2
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noise
signal
pressure
bvi
peak value
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栄一 山川
敦 村重
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株式会社コミュータヘリコプタ先進技術研究所
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】ヘリコプタのロータブレード
が回転することによって発生するBVI(BladeVortex
Interaction;ブレード渦干渉)騒音を検出するBVI
騒音検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION BVI (BladeVortex) generated when a rotor blade of a helicopter rotates.
Interaction (Blade Vortex Interference) BVI to detect noise
The present invention relates to a noise detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘリコプタの騒音は主にロータの回転に
起因するものが多い。BVI騒音もロータに起因するも
のであり、先行ブレードが引き起こした空気の渦を、後
続ブレードが横切るときに発生する。このBVI騒音
は、発生すると他の種類の騒音を凌駕する大きな騒音と
なり、ヘリコプタ騒音の中でもとくに問題となるもので
ある。
2. Description of the Related Art Helicopter noise is mainly caused by rotation of a rotor. BVI noise is also due to the rotor and is generated when a trailing blade crosses an air vortex caused by a leading blade. When this BVI noise is generated, it becomes a loud noise that surpasses other types of noise, and is particularly a problem among helicopter noises.

【0003】図10(a)はBVI騒音が無いときの騒
音波形を示すグラフであり、図10(b)はBVI騒音
が有るときの騒音波形を示すグラフである。グラフの横
軸は時間であり、ロータ回転周期で規格化されている。
縦軸は騒音の音圧(単位はdyn/cm2 )である。こ
こでは4枚のブレードを有するヘリコプタを用いている
ので、ロータブレードが1回転する間に類似の波形は4
回繰り返される。
FIG. 10 (a) is a graph showing a noise waveform when there is no BVI noise, and FIG. 10 (b) is a graph showing a noise waveform when there is BVI noise. The horizontal axis of the graph is time, which is standardized by the rotor rotation cycle.
The vertical axis is the sound pressure of noise (unit is dyn / cm 2 ). Since a helicopter having four blades is used here, a similar waveform is generated during one rotation of the rotor blade.
Repeated times.

【0004】図10(b)に示すように、BVI騒音が
発生するときには、BVI騒音に特有のスパイク状の大
きな圧力変化が生じ、スパイク状の大きな圧力変化も4
回現れる。4回の圧力変化はいずれも急激である。一
方、図10(a)に示すように、BVI騒音が発生しな
いときには、そのような変化は見られない。
As shown in FIG. 10 (b), when BVI noise is generated, a large spike-shaped pressure change specific to BVI noise occurs, and the large spike-shaped pressure change is also reduced to 4%.
Appears twice. Each of the four pressure changes is rapid. On the other hand, as shown in FIG. 10A, when no BVI noise occurs, no such change is observed.

【0005】図11は、ロータ回転面においてBVI騒
音が発生する位置を示すグラフである。このグラフは極
座標表示され、円周方向はロータ回転角を示し、半径方
向はブレード上のロータ回転軸からの距離を示す。ロー
タ回転角は、ヘリコプタの胴体を左右に分ける対称面線
のロータ回転軸より後方を0度とする。そこから左回り
の0〜360度の角度をロータ回転角とする。
FIG. 11 is a graph showing a position where BVI noise is generated on the rotor rotation surface. This graph is expressed in polar coordinates, with the circumferential direction indicating the rotor rotation angle and the radial direction indicating the distance from the rotor rotation axis on the blade. The rotor rotation angle is set to 0 degree behind the rotor rotation axis of the line of symmetry that divides the body of the helicopter into right and left. An angle of 0 to 360 degrees counterclockwise from this is defined as the rotor rotation angle.

【0006】BVI騒音は、右舷後方のロータ回転角3
0〜60度および左舷後方の300〜330度の領域で
多く発生している。その中でも特に、ヘリコプタの右舷
後方の30〜60度の領域で多く発生している。
The BVI noise has a rotor rotation angle of 3
It frequently occurs in the range of 0 to 60 degrees and 300 to 330 degrees behind port. Among them, particularly, it occurs frequently in a region of 30 to 60 degrees on the starboard side of the helicopter.

【0007】また、ヘリコプタの飛行には水平飛行、上
昇飛行、降下飛行などがあり、降下飛行するときにBV
I騒音が発生しやすい。つまり先行ブレードが引き起こ
した渦の下部を、後続ブレードが横切るときにBVI騒
音が発生しやすい。ヘリコプタが対気速度40〜120
ktおよび降下速度300〜1200ft/分で降下飛
行するときに、大きなBVI騒音が発生する。その中で
も、ヘリコプタが対気速度60〜80ktおよび降下速
度500〜700ft/分で降下飛行するときに、特に
大きなBVI騒音が発生する。ヘリコプタの騒音を低減
するには、この領域を避けることが望ましい。
[0007] Helicopter flights include level flight, ascending flight, and descent flight.
I noise is likely to occur. That is, when the succeeding blade crosses the lower part of the vortex caused by the preceding blade, BVI noise is likely to occur. Helicopter airspeed 40-120
When descending at kt and a descending speed of 300 to 1200 ft / min, loud BVI noise is generated. Above all, when the helicopter descends at an airspeed of 60 to 80 kt and a descending speed of 500 to 700 ft / min, particularly large BVI noise is generated. It is desirable to avoid this area to reduce helicopter noise.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ヘリコプタ機内ではB
VI騒音以外の騒音が多いため、パイロットが自分の耳
でBVI騒音を聞き分けて、BVI騒音が発生しないよ
うに操縦することは困難である。
In the helicopter, B
Since there is a lot of noise other than the VI noise, it is difficult for the pilot to recognize the BVI noise with his own ear and steer so that the BVI noise is not generated.

【0009】また、ヘリコプタが降下飛行するときに大
きなBVI騒音が発生する領域は、大気条件、ヘリコプ
タの重量などに大きく依存している。パイロットがそれ
ら全ての条件を把握して、大きなBVI騒音が発生する
領域を避けて、降下飛行することは不可能である。
[0009] The area in which a large BVI noise is generated when the helicopter flies down depends greatly on the atmospheric conditions, the weight of the helicopter, and the like. It is impossible for the pilot to grasp all these conditions and fly down while avoiding the area where loud BVI noise occurs.

【0010】本発明の目的は、BVI騒音の発生を確実
に検出することができるBVI騒音検出装置を提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a BVI noise detecting device capable of reliably detecting the occurrence of BVI noise.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、回転翼機のロ
ータブレードに取り付けられ、ブレード表面の圧力変化
を検出し、電気信号に変換する圧力検出手段と、前記圧
力検出手段によって得られた信号波形からピーク値を検
索し、ピーク値と所定の閾値とを比較することによっ
て、BVI騒音の有無を判定する判定手段とを有するこ
とを特徴とするBVI騒音検出装置である。本発明に従
えば、回転翼機のロータブレード表面の圧力変化を検出
して得られる電気信号を基にして、ピーク値と所定の閾
値とを比較してBVI騒音の有無を判定することによっ
て、BVI騒音を精度良く検出できる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a pressure detecting means which is attached to a rotor blade of a rotary wing machine, detects a pressure change on the blade surface, and converts the pressure change into an electric signal. A BVI noise detection device comprising: a determination unit that searches for a peak value from a signal waveform and compares the peak value with a predetermined threshold to determine the presence or absence of BVI noise. According to the present invention, the presence or absence of BVI noise is determined by comparing a peak value with a predetermined threshold based on an electric signal obtained by detecting a pressure change on a rotor blade surface of a rotary wing machine, BVI noise can be accurately detected.

【0013】また本発明は、前記圧力検出手段は、ロー
タブレード表面に設けられた貫通孔を介して侵入する空
気の圧力を検出することを特徴とする。また本発明は、
前記圧力検出手段からの信号を微分する微分回路を備え
ることを特徴とする。本発明に従えば、圧力変化の信号
はロータ回転周期で比較的ゆっくりした変化を示すの
で、微分回路を通すことによって、圧力の変化量を明瞭
にすることができ、S/N比を向上することができる。
また本発明は、前記圧力検出手段から判定手段への信号
を増幅するプリアンプが、ロータの回転軸に配置される
ことを特徴とする。また本発明は、前記圧力検出手段と
判定手段との間に介在するフィルタが、200Hz〜1
000Hzの範囲に含まれる周波数の信号を通過させる
ことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the pressure detecting means detects a pressure of air entering through a through hole provided on a surface of the rotor blade. The present invention also provides
A differential circuit for differentiating a signal from the pressure detecting means is provided. According to the present invention, since the signal of the pressure change shows a relatively slow change in the rotor rotation cycle, the amount of change in the pressure can be clarified by passing through the differentiation circuit, and the S / N ratio is improved. be able to.
Further, the present invention is characterized in that a preamplifier for amplifying a signal from the pressure detecting means to the determining means is arranged on a rotating shaft of a rotor. Also, in the present invention, the filter interposed between the pressure detecting means and the judging means may be set to 200 Hz to 1 Hz.
It is characterized by passing a signal of a frequency included in the range of 000 Hz.

【0014】また本発明は、前記回転翼機のロータ回転
角を検出するロータ回転角検出手段をさらに備え、前記
判定手段は、特定のロータ回転角の範囲において圧力の
ピーク値と所定の閾値とを比較することによってBVI
騒音を判定することを特徴とする。本発明に従えば、B
VI騒音に特徴的な特定のロータ回転角範囲においてB
VI騒音の判定を行うので、BVI騒音を精度良く検出
することができる。
Further, the present invention further comprises a rotor rotation angle detecting means for detecting a rotor rotation angle of the rotary wing machine, wherein the judging means comprises a pressure peak value and a predetermined threshold value within a specific rotor rotation angle range. BVI by comparing
It is characterized by determining noise. According to the invention, B
B in a specific rotor rotation angle range characteristic of VI noise
Since the determination of the VI noise is performed, the BVI noise can be accurately detected.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の第1形態で
あるBVI騒音検出装置の構成を示す図である。マイク
ロフォン11はヘリコプタのたとえば右舷後方に取り付
けられる。取付位置を右舷後方とするのは、図11にお
いてロータ回転角30〜60°の領域で特にBVI騒音
が多く発生することが分かっていて、そのBVI騒音を
精度良く検出するためであるが、本発明の実施形態はこ
れに限るものではない。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a BVI noise detection device according to a first embodiment of the present invention. The microphone 11 is mounted, for example, on the starboard side of the helicopter. The reason why the mounting position is set to the starboard side is that it is known that a large amount of BVI noise is generated particularly in the region of the rotor rotation angle of 30 to 60 ° in FIG. 11 and that the BVI noise is accurately detected. Embodiments of the invention are not limited to this.

【0016】このマイクロフォン11は、ヘリコプタの
ロータブレードから発生する騒音を電気信号に変換す
る。マイクロフォン11で得られる信号は、プリアンプ
12によって増幅され、フィルタ13に送られる。
The microphone 11 converts noise generated from the rotor blade of the helicopter into an electric signal. The signal obtained by the microphone 11 is amplified by the preamplifier 12 and sent to the filter 13.

【0017】フィルタ13は、信号から所定の周波数以
上の周波数を有する信号を除去するローパスフィルタ、
あるいはこれとは逆に、信号から所定の周波数以下の周
波数を有する信号を除去するハイパスフィルタ、またあ
るいは、これら2つの働きを合わせて信号から所定の上
限および下限を有する周波数帯域に含まれる周波数を有
する信号のみを取り出すバンドパスフィルタとして機能
する。フィルタ13の周波数帯域は、ヘリコプタ毎の周
波数特性として、任意に設定することが可能である。
A low-pass filter for removing a signal having a frequency equal to or higher than a predetermined frequency from the signal;
Or, conversely, a high-pass filter that removes a signal having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency from a signal, or a frequency included in a frequency band having predetermined upper and lower limits from a signal by combining these two functions. It functions as a band-pass filter that extracts only the signal having the signal. The frequency band of the filter 13 can be arbitrarily set as a frequency characteristic for each helicopter.

【0018】フィルタ13を通過した信号は、A/D
(アナログ/デジタル)変換回路14でサンプリングさ
れ、デジタル信号に変換されて、コンピュータなどの演
算部15に取り込まれる。演算部15では、信号波形の
ピーク値を検索する閾値処理やFFT(高速フーリエ変
換)を施して周波数成分を解析する周波数処理が行われ
る。
The signal passing through the filter 13 is A / D
The signal is sampled by an (analog / digital) conversion circuit 14, converted into a digital signal, and taken into an arithmetic unit 15 such as a computer. The arithmetic unit 15 performs threshold processing for searching for a peak value of a signal waveform and frequency processing for performing FFT (Fast Fourier Transform) to analyze frequency components.

【0019】図2(a)はマイクロフォン11の出力信
号を示すグラフであり、図2(b)はフィルタ13を通
過した信号を示すグラフである。このグラフの横軸は時
間であり、ロータの回転周期で規格化されている。縦軸
は騒音の音圧(単位はPa)である。このグラフは4枚
ブレードを有するヘリコプタについてのものであるの
で、類似の波形が4回繰り返される。図2(a)に示さ
れる信号には、周期を0.25とする最大周期の低周波
から高周波まで、様々な周波数成分が含まれ、図2
(b)に示される信号には、BVI騒音に特徴的な周波
数帯域、たとえば200Hz〜1000Hzの範囲に分
布する周波数成分のみが含まれている。
FIG. 2A is a graph showing an output signal of the microphone 11, and FIG. 2B is a graph showing a signal passed through the filter 13. The horizontal axis of this graph is time, which is standardized by the rotation cycle of the rotor. The vertical axis is the sound pressure of the noise (unit: Pa). Since this graph is for a four blade helicopter, a similar waveform is repeated four times. The signal shown in FIG. 2A includes various frequency components from a low frequency to a high frequency having a maximum cycle of 0.25.
The signal shown in (b) includes only frequency components distributed in a frequency band characteristic of BVI noise, for example, in the range of 200 Hz to 1000 Hz.

【0020】図2(c)はBVI騒音が発生していると
きの信号波形を示すグラフであり、図2(d)はBVI
騒音が発生していないときの信号波形を示すグラフであ
る。このグラフの横軸は時間であり、ロータ回転周期で
規格化されている。縦軸は音圧である。演算部15は、
図2(c)および図2(d)の信号波形から直接、ピー
ク値を検索して、ピーク値と閾値T1とを比較する。図
2(c)からは、ピーク値M1が見つけられ、このピー
ク値M1は閾値T1よりも大きいので、演算部15は
「BVI騒音有り」と判定する。図2(d)からピーク
値M2が見つけられ、このピーク値M2は閾値T1より
も小さいので、演算部15は「BVI騒音無し」と判定
する。
FIG. 2C is a graph showing a signal waveform when BVI noise is generated, and FIG. 2D is a graph showing BVI noise.
5 is a graph showing a signal waveform when no noise is generated. The horizontal axis of this graph is time, which is standardized by the rotor rotation cycle. The vertical axis is the sound pressure. The calculation unit 15
The peak value is directly searched from the signal waveforms of FIGS. 2C and 2D, and the peak value is compared with the threshold value T1. From FIG. 2C, a peak value M1 is found, and since the peak value M1 is larger than the threshold value T1, the calculation unit 15 determines that "BVI noise is present". The peak value M2 is found from FIG. 2D, and since the peak value M2 is smaller than the threshold value T1, the calculation unit 15 determines that "no BVI noise".

【0021】図2(e)は演算部15でFFT処理を行
った結果を示すグラフである。このグラフの横軸は周波
数であり、縦軸は音圧である。演算部15は、信号波形
にFFTを施して、音圧の周波数分布を得て、BVI騒
音に特徴的なウインドウ領域W1の周波数成分のみ取り
出して、ピーク値を検索し、ピーク値M3と所定の閾値
T2とを比較する。図2(e)からは、ピーク値M3が
見つかり、このピーク値M3は所定の閾値T2よりも大
きいので、「BVI騒音有り」と判定される。
FIG. 2E is a graph showing the result of the FFT processing performed by the arithmetic unit 15. The horizontal axis of this graph is frequency, and the vertical axis is sound pressure. The calculation unit 15 performs an FFT on the signal waveform to obtain a frequency distribution of sound pressure, extracts only a frequency component of the window region W1 characteristic of BVI noise, searches for a peak value, and searches for a peak value M3 and a predetermined value. Compare with threshold value T2. From FIG. 2E, a peak value M3 is found, and since this peak value M3 is larger than the predetermined threshold value T2, it is determined that "BVI noise is present".

【0022】なおFFT処理が行われる場合、フィルタ
13はローパスフィルタとして機能するだけでもよい。
When the FFT processing is performed, the filter 13 may function only as a low-pass filter.

【0023】上述のように得られる判断信号は警報器1
6に送られ、パイロットにBVI騒音を避けるような操
縦を促すために、警報を発することも可能である。さら
に、この判断信号をヘリコプタの飛行制御計算機17に
送り、BVI騒音を避けるようなオートパイロット操縦
をさせることも可能である。
The judgment signal obtained as described above is transmitted to the alarm 1
6 to alert the pilot to encourage the pilot to avoid BVI noise. Further, it is also possible to send this determination signal to the flight control computer 17 of the helicopter to perform an autopilot operation to avoid BVI noise.

【0024】図3は、本発明の実施の第2形態であるB
VI騒音検出装置の構成を示す図である。マイクロフォ
ン11は図1と同様にヘリコプタの胴体に取り付けら
れ、ロータ回転角検出器21はロータ回転軸に接触する
ように取り付けられる。
FIG. 3 shows a second embodiment B of the present invention.
It is a figure showing composition of a VI noise detection device. The microphone 11 is attached to the body of the helicopter as in FIG. 1, and the rotor rotation angle detector 21 is attached so as to contact the rotor rotation axis.

【0025】マイクロフォン11から得られる信号は、
プリアンプ12によって増幅される。増幅された信号は
フィルタ13で、所定の周波数帯域のみ取り出される。
フィルタ13を通過した信号は、A/D変換回路14で
サンプリングされ、デジタル信号に変換される。
The signal obtained from the microphone 11 is
The signal is amplified by the preamplifier 12. The amplified signal is extracted by the filter 13 only in a predetermined frequency band.
The signal that has passed through the filter 13 is sampled by an A / D conversion circuit 14 and converted into a digital signal.

【0026】ロータ回転角検出器21から得られる信号
もA/D変換回路14でサンプリングされ、デジタル信
号に変換される。これらの変換されたデジタル信号か
ら、演算部15によって、音圧のロータ回転角分布が得
られる。さらに演算部15は、この分布からピーク値を
検索して、BVI騒音の有無を判定する。
The signal obtained from the rotor rotation angle detector 21 is also sampled by the A / D conversion circuit 14 and converted into a digital signal. The arithmetic unit 15 obtains a rotor rotation angle distribution of sound pressure from these converted digital signals. Further, the calculation unit 15 searches for a peak value from this distribution to determine the presence or absence of BVI noise.

【0027】図4(a)はBVI騒音が発生しないとき
の信号波形を示すグラフであり、図4(b)はBVI騒
音とは異なる騒音が発生するときの信号波形を示すグラ
フであり、図4(c)はBVI騒音が発生するときの信
号波形を示すグラフである。このグラフの横軸は、ロー
タ回転角であり、縦軸は音圧である。
FIG. 4A is a graph showing a signal waveform when no BVI noise is generated, and FIG. 4B is a graph showing a signal waveform when a noise different from the BVI noise is generated. FIG. 4C is a graph showing a signal waveform when BVI noise occurs. The horizontal axis of this graph is the rotor rotation angle, and the vertical axis is the sound pressure.

【0028】演算部15は、信号波形からピーク値を検
索し、このピーク値と所定の閾値とを比較する。また、
そのピーク値が所定のウインドウ領域W2に含まれるか
どうかを調べる。ウインドウ領域W2は、たとえば図1
1に示すような回転角30〜60度とする。
The arithmetic unit 15 searches for a peak value from the signal waveform, and compares the peak value with a predetermined threshold. Also,
It is checked whether the peak value is included in the predetermined window area W2. The window area W2 is, for example, as shown in FIG.
The rotation angle is 30 to 60 degrees as shown in FIG.

【0029】図4(a)からは、ピーク値M4が見つけ
られ、このピーク値M4は所定の閾値T2よりも小さい
ので、「BVI騒音無し」と判定される。図4(b)で
は、ウインドウ領域W2内にピーク値を見つけられない
ので、「BVI騒音無し」と判定される。なおこの場
合、ウインドウ領域W2外にピーク値M5が存在するの
で、BVI騒音とは別の大きな騒音が発生しているとみ
られる。図4(c)から得られるピーク値M5は閾値T
2よりも大きく、ピーク値M5はウインドウ領域W2に
含まれるので、「BVI騒音有り」と判定される。
From FIG. 4A, a peak value M4 is found, and since this peak value M4 is smaller than a predetermined threshold T2, it is determined that "no BVI noise". In FIG. 4B, since no peak value can be found in the window area W2, it is determined that "no BVI noise". In this case, since the peak value M5 exists outside the window area W2, it is considered that a large noise different from the BVI noise is generated. The peak value M5 obtained from FIG.
Since the peak value M5 is larger than 2 and the peak value M5 is included in the window area W2, it is determined that "BVI noise is present".

【0030】また演算部15の判定信号は警報器16に
送られてもよいし、飛行制御計算機17に送られてもよ
い。
The determination signal of the arithmetic unit 15 may be sent to the alarm 16 or to the flight control computer 17.

【0031】上述のように、BVI騒音に特徴的なロー
タ回転角の領域において、BVI騒音の発生を判定する
ことによって、より信頼性の高い判定を得ることができ
る。
As described above, by determining the occurrence of BVI noise in the region of the rotor rotation angle characteristic of BVI noise, a more reliable determination can be obtained.

【0032】図5は本発明の実施の第3形態であるBV
I騒音検出装置の構成を示す図である。図3に示される
のと同様に、マイクロフォン11は胴体に、ロータ回転
角検出器21はロータ回転軸に接触するように取り付け
られる。
FIG. 5 shows a BV according to a third embodiment of the present invention.
It is a figure showing composition of an I noise detection device. As shown in FIG. 3, the microphone 11 is attached to the body, and the rotor rotation angle detector 21 is attached to contact the rotor rotation axis.

【0033】マイクロフォン11で得られる信号はプリ
アンプで増幅され、フィルタ13のローパスフィルタ3
1およびハイパスフィルタ32の両方を通過することに
よって、所定の周波数帯域の信号のみが取り出され、A
/D変換回路14でサンプリングされ、デジタル信号に
変換され、演算部15では第1形態と同様に、ピーク値
が検索され、ピーク値と閾値とが比較されて、BVI騒
音の有無が判定される。
The signal obtained by the microphone 11 is amplified by the preamplifier, and the low-pass filter 3
1 and the high-pass filter 32, only a signal in a predetermined frequency band is extracted.
The signal is sampled by the / D conversion circuit 14, converted into a digital signal, and the arithmetic unit 15 searches for the peak value, compares the peak value with the threshold value, and determines the presence or absence of BVI noise, as in the first embodiment. .

【0034】またマイクロフォン11で得られ、プリア
ンプ12で増幅された信号は、フィルタ13のローパス
フィルタ31だけを通過して、別のA/D変換回路11
4に送られる。ロータ回転角検出器21で得られる信号
も、A/D変換回路114に送られ、これらの信号はそ
れぞれサンプリングされ、デジタル信号に変換される。
変換されたデジタル信号から、別の演算部115で第2
形態と同様に、信号のロータ回転角分布を作り、ピーク
値を検索して、ピーク値と閾値とを比較して、BVI騒
音の有無を判定する。
The signal obtained by the microphone 11 and amplified by the preamplifier 12 passes only through the low-pass filter 31 of the filter 13, and is supplied to another A / D conversion circuit 11
4 The signals obtained by the rotor rotation angle detector 21 are also sent to the A / D conversion circuit 114, and these signals are respectively sampled and converted into digital signals.
From the converted digital signal, another arithmetic unit 115
Similarly to the embodiment, a rotor rotation angle distribution of a signal is created, a peak value is searched, and the peak value is compared with a threshold value to determine the presence or absence of BVI noise.

【0035】演算部15および演算部115から得られ
たそれぞれの演算結果は、論理積回路41に送られる。
論理積回路41では、2つの演算結果の論理積がBVI
騒音判定信号として出力される。このように2つの演算
結果の論理積を求めることによって、より確実にBVI
騒音を検出することができる。
The respective operation results obtained from the operation units 15 and 115 are sent to the AND circuit 41.
In the logical product circuit 41, the logical product of the two operation results is BVI
Output as a noise determination signal. By obtaining the logical product of the two operation results in this manner, the BVI
Noise can be detected.

【0036】なお演算部15の判定信号は警報器16に
送られてもよいし、飛行制御計算機17に送られてもよ
い。
The determination signal of the arithmetic unit 15 may be sent to the alarm 16 or to the flight control computer 17.

【0037】図6および図7は、本発明の第4形態であ
るBVI検出装置の構成を示す図であり、図6(a)は
圧力センサ、プリアンプおよびスリップリングの取り付
け位置を示し、図6(b)はロータブレードの切断面線
A−Aから見た断面図であり、図6(c)はその部分拡
大図である。
FIGS. 6 and 7 are views showing the configuration of a BVI detecting device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6A shows the mounting positions of a pressure sensor, a preamplifier and a slip ring. FIG. 6B is a cross-sectional view of the rotor blade as viewed from a section line AA, and FIG. 6C is a partially enlarged view thereof.

【0038】図6(a)に示すように、ロータブレード
の回転軸から圧力センサ54の取り付け位置までの距離
L2は、ロータブレードの長さL1を基準にして、L2
/L1=0.6程度以上とする。ただし、ブレードの形
状や寸法等により、最適な圧力センサ取付位置は変化す
るので、この数値は厳密に規定されるものではない。プ
リアンプ12は圧力センサ54に可能な限り近く、かつ
遠心力の影響が少ないロータの回転軸に取り付けられ、
信号のS/N比を確保している。また、スリップリング
51はロータ回転軸に取り付けられ、回転するプリアン
プ12の信号を機内側に取り込む。
As shown in FIG. 6 (a), the distance L2 from the rotation axis of the rotor blade to the mounting position of the pressure sensor 54 is determined by L2 based on the length L1 of the rotor blade.
/ L1 = about 0.6 or more. However, since the optimum pressure sensor mounting position changes depending on the shape and size of the blade, the numerical value is not strictly defined. The preamplifier 12 is attached to the rotation axis of the rotor as close as possible to the pressure sensor 54 and less affected by centrifugal force.
The signal S / N ratio is ensured. The slip ring 51 is attached to the rotor rotation shaft, and takes in the signal of the rotating preamplifier 12 to the inside of the machine.

【0039】図6(b)に示すように、ロータブレード
はその断面において、スパー(Spar)から成る前方部5
2とハニカムコアから成る後方部53とを、外皮50で
覆い、さらに前方先端部にエロージョンプロテクタ56
が形成されたものである。圧力センサ54の取り付け位
置は、ロータブレード断面において、エロージョンプロ
テクタ56の付いている範囲を外してなるべく前方に選
ぶ。なお、上下面どちら側に取付けてもよい。
As shown in FIG. 6B, the cross section of the rotor blade has a front part 5 made of a spar (Spar).
2 and a rear portion 53 made of a honeycomb core are covered with an outer skin 50, and an erosion protector 56 is further provided at a front end portion.
Is formed. The mounting position of the pressure sensor 54 is selected as far forward as possible, excluding the area where the erosion protector 56 is provided, in the cross section of the rotor blade. In addition, you may attach to either the upper and lower surfaces.

【0040】図6(c)に示すように、圧力センサ54
の取り付け位置のブレード表面には、貫通孔が設けられ
る。この貫通孔を介して侵入する空気の圧力を測定する
ことによって、ブレード表面の圧力が検出される。圧力
センサ54は、ダイアフラムとピエゾ素子とを含んで構
成される。ダイアフラムは圧力変化に応じて変形し、ピ
エゾ素子はダイアフラムの変形の変位を電気信号に変換
する。
As shown in FIG. 6C, the pressure sensor 54
A through-hole is provided on the blade surface at the mounting position. By measuring the pressure of the air entering through the through hole, the pressure on the blade surface is detected. The pressure sensor 54 includes a diaphragm and a piezo element. The diaphragm deforms in response to a change in pressure, and the piezo element converts the deformation displacement of the diaphragm into an electric signal.

【0041】図7は、本発明実施の第4形態の電気的な
構成を示すブロック図である。圧力センサ54は、ブレ
ード表面の圧力変化を電気信号に変換する。圧力センサ
54で得られる信号は、プリアンプ12で増幅される。
増幅された信号は、スリップリング51によって回転し
ているロータから、回転していないヘリコプタ本体に伝
えられ、微分回路55に送られて、微分される。
FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of the fourth embodiment of the present invention. The pressure sensor 54 converts a pressure change on the blade surface into an electric signal. The signal obtained by the pressure sensor 54 is amplified by the preamplifier 12.
The amplified signal is transmitted from the rotor rotating by the slip ring 51 to the non-rotating helicopter main body, sent to the differentiating circuit 55, and differentiated.

【0042】微分された信号は、A/D変換回路14で
デジタル信号に変換され、演算部15に送られる。演算
部15では、信号の絶対値をとって得られる信号波形の
ピーク値を検索して、ピーク値と所定の閾値とを比較す
る。比較した結果を基にして、第1形態と同様に、ピー
ク値と閾値との大小関係からBVI騒音の有無を判定す
る。
The differentiated signal is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 14 and sent to the arithmetic unit 15. The calculation unit 15 searches for the peak value of the signal waveform obtained by taking the absolute value of the signal, and compares the peak value with a predetermined threshold. Based on the comparison result, the presence / absence of BVI noise is determined from the magnitude relationship between the peak value and the threshold value, as in the first embodiment.

【0043】図8(a)は圧力センサ54で得られる信
号波形を示すグラフであり、図8(b)は微分回路55
で得られる信号波形を示すグラフである。このグラフの
横軸は、ロータ回転角であり、縦軸は圧力(図8
(a))または圧力の時間微分(図8(b))である。
このグラフは、先行ブレードが作った渦を、後続ブレー
ドが横切るときのものである。横切る瞬間の圧力は、大
気圧から僅かに下がる。また図8(b)の一点鎖線は0
以下の信号を0を境に折り返したものである。
FIG. 8A is a graph showing a signal waveform obtained by the pressure sensor 54, and FIG.
5 is a graph showing a signal waveform obtained in FIG. The horizontal axis of this graph is the rotor rotation angle, and the vertical axis is the pressure (FIG. 8).
(A)) or time derivative of pressure (FIG. 8 (b)).
The graph is for a trailing blade crossing a vortex created by a leading blade. The pressure at the moment of crossing will drop slightly from atmospheric pressure. The dashed line in FIG.
The following signals are folded at 0.

【0044】このように、圧力センサ54からの微弱な
信号を微分回路55で微分することによって、S/N比
を向上させることができる。
As described above, the S / N ratio can be improved by differentiating the weak signal from the pressure sensor 54 with the differentiating circuit 55.

【0045】なお、演算部15の判定信号は警報器16
に送られてもよいし、飛行制御計算機17に送られても
よい。
It should be noted that the judgment signal of the operation unit 15 is
May be sent to the flight control computer 17.

【0046】図9は、実施の第5形態であるBVI騒音
検出装置の電気的な構成を示すブロック図である。圧力
センサ54、プリアンプ12およびスリップリング51
は図6と同じ位置に取り付けられ、ロータ回転角検出器
21は図3と同じ位置に取り付けられる。
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of a BVI noise detection device according to a fifth embodiment. Pressure sensor 54, preamplifier 12, and slip ring 51
Is mounted at the same position as in FIG. 6, and the rotor rotation angle detector 21 is mounted at the same position as in FIG.

【0047】圧力センサ54はブレード表面の圧力変化
を電気信号に変換する。変換された信号は、プリアンプ
12で増幅され、スリップリング51でロータからヘリ
コプタ本体に伝えられ、微分回路55に送られて、微分
される。微分回路14で得られた信号は、A/D変換回
路14でデジタル信号に変換され、演算部15に送られ
る。
The pressure sensor 54 converts a pressure change on the blade surface into an electric signal. The converted signal is amplified by the preamplifier 12, transmitted from the rotor to the helicopter main body by the slip ring 51, sent to the differentiation circuit 55, and differentiated. The signal obtained by the differentiating circuit 14 is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 14 and sent to the arithmetic unit 15.

【0048】またロータ回転角検出器21はロータ回転
角を電気信号に変換する。ロータ回転角検出器21で得
られる信号も、A/D変換回路14でデジタル信号に変
換され、演算部15に送られる。
The rotor rotation angle detector 21 converts the rotor rotation angle into an electric signal. The signal obtained by the rotor rotation angle detector 21 is also converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 14 and sent to the arithmetic unit 15.

【0049】これらのデジタル信号を基にして、演算部
15によって、圧力のロータ回転角分布が得られる。こ
の圧力のロータ回転角分布から、第2形態と同様に、ピ
ーク値を検索して、ピーク値と閾値とを比較し、ピーク
値がBVI騒音に特徴的なロータ回転角の領域に含まれ
るかどうかを調べ、BVI騒音の有無を判定する。
Based on these digital signals, the calculation unit 15 obtains a rotor rotation angle distribution of pressure. As in the second embodiment, a peak value is searched from the rotor rotation angle distribution of this pressure, the peak value is compared with a threshold value, and the peak value is included in a region of the rotor rotation angle characteristic of BVI noise. Then, the presence or absence of BVI noise is determined.

【0050】また演算部15の判定信号は警報器16に
送られてもよいし、飛行制御計算機17に送られてもよ
い。
The determination signal of the arithmetic unit 15 may be sent to the alarm 16 or to the flight control computer 17.

【0051】また図示しないが、図5の構成が図1と図
3とを組み合わせた構成であるように、図7と図9とを
組み合わせて、2つの演算結果から論理積を求める構成
も可能である。
Although not shown, a configuration in which a logical product is obtained from two operation results by combining FIGS. 7 and 9 is also possible, as in the configuration in FIG. 5 which is a configuration in which FIGS. 1 and 3 are combined. It is.

【0052】上述の実施の形態によれば、BVI騒音の
有無を示す判断信号が得られ、BVI騒音を精度良く検
出することができる。
According to the above embodiment, a determination signal indicating the presence or absence of BVI noise is obtained, and BVI noise can be detected with high accuracy.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、圧力変化を変換して得
られる電気信号を基にして、ピーク値と所定の閾値とを
比較してBVI騒音の有無を判定することによって、B
VI騒音を精度良く検出できる。
According to the present invention, the presence or absence of BVI noise is determined by comparing a peak value with a predetermined threshold value based on an electric signal obtained by converting a pressure change.
VI noise can be accurately detected.

【0054】また本発明によれば、BVI騒音に特徴的
な特定のロータ回転角範囲においてBVI騒音の発生の
有無を判定するので、BVI騒音をさらに精度良く検出
することができる。
Further, according to the present invention, the presence or absence of BVI noise is determined in a specific rotor rotation angle range characteristic of BVI noise, so that BVI noise can be detected with higher accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の第1形態であるBVI装置検出
装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a BVI device detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)はマイクロフォン11の信号波形、
図2(b)はフィルタ13通過後の信号波形、図2
(c)はBVI騒音が発生するときの信号波形、図2
(d)はBVI騒音が発生しないときの信号波形、図2
(e)はFFTによって得られる信号波形をそれぞれ示
すグラフである。
FIG. 2A is a signal waveform of a microphone 11,
FIG. 2B shows a signal waveform after passing through the filter 13.
(C) is a signal waveform when BVI noise occurs, and FIG.
(D) is a signal waveform when no BVI noise is generated, FIG.
(E) is a graph each showing the signal waveform obtained by FFT.

【図3】本発明の実施の第2形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図4】図4(a)はBVI騒音が発生していないと
き、図4(b)はBVI騒音とは異なる騒音が発生して
いるとき、図4(c)はBVI騒音が発生しているとき
のそれぞれの信号波形を示すグラフである。
4 (a) shows a case where BVI noise is not generated, FIG. 4 (b) shows a case where noise different from BVI noise is generated, and FIG. 4 (c) shows a case where BVI noise is generated. 7 is a graph showing each signal waveform when the signal is present.

【図5】本発明の実施の第3形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の第4形態で、図6(a)は圧力
センサの取り付け位置を示し、図9(b)はロータブレ
ードの切断面線A−Aから見た断面図であり、図9
(c)はその部分拡大図である。
6 (a) shows a mounting position of a pressure sensor, and FIG. 9 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of a rotor blade in a fourth embodiment of the present invention. , FIG. 9
(C) is a partially enlarged view thereof.

【図7】本発明の実施の第4形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図8(a)は圧力センサで得られる信号波形を
示すグラフであり、図8(b)は微分回路で得られる信
号波形を示すグラフである。
FIG. 8A is a graph showing a signal waveform obtained by a pressure sensor, and FIG. 8B is a graph showing a signal waveform obtained by a differentiating circuit.

【図9】本発明の実施の第5形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図10(a)はBVI騒音が発生しないと
き、図10(b)はBVI騒音が発生するときのそれぞ
れの騒音波形を示すグラフである。
FIG. 10A is a graph showing a noise waveform when BVI noise is not generated, and FIG. 10B is a graph showing a noise waveform when BVI noise is generated.

【図11】ロータ回転面においてBVI騒音が発生する
位置を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a position where BVI noise is generated on a rotor rotation surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 マイクロフォン 12 プリアンプ 13 フィルタ 14 A/D変換回路 15 演算部 16 警報器 17 飛行制御計算機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Microphone 12 Preamplifier 13 Filter 14 A / D conversion circuit 15 Operation part 16 Alarm 17 Flight control computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01H 3/00 G01M 19/00 B64C 27/04 B64D 47/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01H 3/00 G01M 19/00 B64C 27/04 B64D 47/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転翼機のロータブレードに取り付けら
れ、ブレード表面の圧力変化を検出し、電気信号に変換
する圧力検出手段と、 前記圧力検出手段によって得られた信号波形からピーク
値を検索し、ピーク値と所定の閾値とを比較することに
よって、BVI騒音の有無を判定する判定手段とを有す
ることを特徴とするBVI騒音検出装置。
1. A pressure detector attached to a rotor blade of a rotary wing machine, for detecting a pressure change on a blade surface and converting the pressure into an electric signal, and searching for a peak value from a signal waveform obtained by the pressure detector. A BVI noise detection device, comprising: a determination unit that determines the presence or absence of BVI noise by comparing a peak value with a predetermined threshold value.
【請求項2】 前記圧力検出手段は、ロータブレード外
皮に設けられた貫通孔を介して、内部に侵入する空気の
圧力を検出することを特徴とする請求項1記載のBVI
騒音検出装置。
2. The BVI according to claim 1, wherein said pressure detecting means detects a pressure of air entering the inside through a through hole provided in a rotor blade outer skin.
Noise detection device.
【請求項3】 前記圧力検出手段からの信号を微分する
微分回路を備えることを特徴とする請求項1記載のBV
I騒音検出装置。
3. A BV according to claim 1, further comprising a differentiating circuit for differentiating a signal from said pressure detecting means.
I noise detector.
【請求項4】 前記圧力検出手段から判定手段への信号
を増幅するプリアンプが、ロータの回転軸に配置される
ことを特徴とする請求項1記載のBVI騒音検出装置。
4. The BVI noise detecting device according to claim 1, wherein a preamplifier for amplifying a signal from said pressure detecting means to said judging means is arranged on a rotating shaft of a rotor.
【請求項5】 前記圧力検出手段と判定手段との間に介
在するフィルタが、200Hz〜1000Hzの範囲に
含まれる周波数の信号を通過させることを特徴とする請
求項1記載のBVI騒音検出装置。
5. The BVI noise detecting device according to claim 1, wherein a filter interposed between said pressure detecting means and said judging means passes a signal having a frequency within a range of 200 Hz to 1000 Hz.
【請求項6】 前記回転翼機のロータ回転角を検出する
ロータ回転角検出手段をさらに備え、 前記判定手段は、特定のロータ回転角の範囲において圧
力のピーク値と所定の閾値とを比較することによってB
VI騒音を判定することを特徴とする請求項1記載のB
VI騒音検出装置。
6. A rotor rotation angle detecting means for detecting a rotor rotation angle of the rotary wing machine, wherein the determination means compares a pressure peak value with a predetermined threshold value in a specific rotor rotation angle range. By B
The B noise according to claim 1, wherein VI noise is determined.
VI noise detector.
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