客观日本

JAXA和ACSL开发出新型螺旋桨,使无人机降噪40%

2023年04月12日 机械/机器人

日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 和无人机(小型无人飞行器)制造商 ACSL公司共同研发出一款螺旋桨,可降低无人机飞行时产生的噪音。与以往的螺旋桨相比,确认音量指标降低了约40%。该降噪效果有助于未来在居民区等区域上空大量的无人机实现必备的静音飞行。

title

配备新型螺旋桨的无人机(供图:JAXA/ACSL)

title

新型螺旋桨为独特的8字形(供图:JAXA/ACSL)

以ACSL公司此次研制的小型无人机“SOTEN(苍天)”为对象,JAXA自主研发出了一款名为“Looprop”的新型螺旋桨,用于为无人机静音降噪。新型螺旋桨通过8字形来抑制旋转过程中的形变,在保持推进力的同时,减少与空气的摩擦并降低噪音。此次在Looprop的基础上为SOTEN进一步做了优化设计,并验证了降噪效果。

实验中分别让无人机飞到室外离地1m、3m、5m和7m的高度,比较了传统螺旋桨和新型螺旋桨各自产生的噪音大小。为了验证准确无误,螺旋桨由相同的材料制成。在距离机身5m处设置了麦克风,确认了与音量相关的“声压”水平的差异。

与1m和7m的高度飞行相比,新旧螺旋桨在3m和5m时声压的差异更大。在差异最大的5m高度,与传统螺旋桨相比,新型螺旋桨的声压降低了2.3dBA,相当于减少了41%的能量消耗。同时也证实可以在保持与传统型号相同的驱动力的同时静音降噪。

此外还探究了新型螺旋桨的降噪机制。研究发现Looprop减少了被称为“泛音”的声音成分,该成分会给人类造成刺耳的感觉。通过让声音比传统螺旋桨产生的机械音更接近自然界,从而达到静音降噪的效果。

未来,无人机预计将广泛运用在快递配送和安保等方面。3月24日,日本邮政针对配送服务使用ACSL公司研制的无人机进行了“Level 4”试飞。Level 4 是指操纵者在不看无人机的情况下操纵其在有人区域的上空飞行,这一尝试为日本首例。

无人机在居民区等区域飞行时,需要将噪音降低至不干扰日常生活的程度。JAXA和ACSL考虑将研发成果实际应用于未来的社会生活,同时也在尝试在大型无人机和“飞行汽车”等方面的应用研究。

日文:松添亮甫,《日经产业新闻》,2023/3/29
中文:JST客观日本编辑部