美军开始研发低噪音无人机

美军无人机示意图。

美军在研发低噪音的无人机，方便在人口稠密的地方使用。以前这要投入很大的成本，需要经过测试、修改、再测试不断反复的过程，耗时耗力。

美国陆军作战能力发展司令部（DEVCOM）的研究员科斯特诺布尔（Miranda Costenoble）找到了一个办法，使用流体力学软件，在设计阶段直接将噪音因素考虑在内，大幅缩短了低噪音无人机开发所需的时间。

科斯特诺布尔说，小型无人机用途广泛，比如可以用于递送包裹，需要直接降落在民宅的后院，这要求它们的噪音必须非常小，否则社区不会接受使用无人机投送包裹的服务。

在军事领域，美军希望设计出稳定性能好、适合在各种地势上使用的小型无人机。

“用于监视对手是经常被提到的无人机的用途之一。如果无人机听起来像一千只愤怒的蜜蜂，就很容易被对手发现，对手就会躲起来或者将它们击落。”

科斯特诺布尔介绍说，大型旋翼飞机的噪音主要来自旋翼高速转动时在观测者面前发出的噪音，可是小型机的旋翼转速相对慢，其噪音主要来自观测者周围的空气被旋翼搅动而产生的声音。这些噪音的频率从中到高各不相同。

“我们使用了半经验式的电脑模型。这些模型是30年前为某种特定的机翼开发的，因此需要更新以适应各种不同的机翼形状。”

这些电脑模型将紧贴机翼的边界层的各项参数考虑在内进行计算。边界层也叫附面层，是流体力学上的一个概念，就是机翼在空气中滑动时，紧贴着机翼的一层空气。空气流过物体时，由于物体表面不是绝对光滑的，而且空气具有黏性，因此越靠近机翼的空气流速越小。

边界层内的气流又分为层流和湍流。流体分层流动，互不混合，称为层流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中出现许多小漩涡，称为湍流。

科斯特诺布尔说，边界层内的湍流是噪音的主要来源。使用这套系统进行模拟后，研究人员可以直接得到以前需要利用风洞不断测试才能获得的信息，节省了大量的时间和人力。

垂直飞行协会（VFS）近期举办的第76届论坛展示了这项研究成果。