DE69825309T3

DE69825309T3 - Aktiver lärmkontrolleanordnung in einem definierten volumen eines helikopters

Info

Publication number: DE69825309T3
Application number: DE69825309T
Authority: DE
Inventors: William A. Welsh; Charles A. Yoerkie
Original assignee: Sikorsky Aircraft Corp
Current assignee: Sikorsky Aircraft Corp
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: JP2003526800A; EP1031136B2; EP1031136B1; WO1999010877A3; US6138947A; JP4137375B2; WO1999010877A2; DE69825309T2; EP1031136A2; EP1031136A4; DE69825309D1; TW378186B

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft generell aktive Geräuschkontrollsysteme für definierte Volumen und insbesondere ein aktives Geräuschkontrollsystem zum Minimieren von ungewünschtem akustischem Geräusch in einer Hubschrauberkabine.
Hintergrund der Erfindung
Internes akustisches Geräusch ist ein primärer Punkt bei dem Betrieb von Hubschraubern. Obwohl es verschiedene Quellen für akustisches Geräusch erzeugende Schwingungen bei einem arbeitenden Hubschrauber gibt, wie beispielsweise die Hauptrotoranordnung, das Hauptgetriebe, die Triebwerke, die Heckrotoranordnung, das Hydrauliksystem, aerodynamische Kräfte, etc., haben die hochfrequenten Struktur-getragenen Schwingungen, die von dem Hauptgetriebe ausgehen, den hervorgehobensten Effekt auf das interne akustische Geräusch, d. h. im Cockpit und/oder der Kabine.
Bei einem S-92^TM-Hubschrauber der Sikorsky Aircraft Corporation (S-92^TM ist eine Handelsmarke der Sikorsky Aircraft Corporation) weist das Hauptgetriebe drei Untersetzungsgetriebestufen auf: eine erste Stufe für jeden Triebwerkausgang, die ein Eingangs- und ein Ausgangs-Kegelrad aufweist, eine zweite Stufe, die zwei Antriebskegelritzel aufweist, die ein Hauptkegelrad antreiben, und eine Endstufe, die einen gestuften Verbund-Planetengetriebezug mit einer Mehrzahl von mit einem Sonnenrad wechselwirkenden Planetenrädern und einer Mehrzahl mit einem festen Ringrad wechselwirkenden sekundären Planetenrädern aufweist (eine detailliertere Beschreibung des Betriebs des Hauptgetriebes eines S-92-Hubschraubers kann man in US-Patent Nr. 5 472 386 , STACKED COMPOUND PLANETARY GEAR TRAIN FOR AN UPGRADED POWERTRAIN SYSTEM FOR A HELICOPTER, welches Kish erteilt wurde und auf die United Technologies Corporation übertragen wurde, entnehmen).
Die von dem Hauptgetriebe ausgehenden hochfrequenten Schwingungen werden über Hauptgetriebe-Abstütztelemente mit der Hubschrauber-Zellenstruktur gekoppelt und induzieren Schwingungsreaktionen von vielen Eigenmoden der Zellenstruktur. Diese Schwingungsreaktionen regen akustische Eigenmoden des akustischen Volumens des Cockpits und/oder der Kabine an und erzeugen unerwünschte akustische Geräuschniveaus in dem Cockpit und/oder der Kabine des Hubschraubers.
Bei Normalbetrieb sind die dominanten akustischen Geräuschniveaus im Cockpit und/oder in der Kabine des S-92-Hubschraubers primär das Ergebnis der von dem Zahnradkämmen zwischen den sekundären Planetenrädern und dem festen Ringrad in dem gestuften Verbundplanetengetriebezug ausgehenden hochfrequenten Schwingungen. Wie in 1 gezeigt, treten die von der ersten und der zweiten Untersetzungsstufe des Hauptgetriebes des S-92-Hubschraubers erzeugten Schwingungen und die von dem Zahnradkämmen zwischen den primären Planetenrädern und dem Sonnenrad erzeugten Schwingungen bei sehr hohen Frequenzen 2, 4A, 4B (größer als 1000 Hz) auf und erzeugen akustisches Geräusch in der Kabine und/oder dem Cockpit, das klein ist relativ zu dem von dem Zahnradkämmen zwischen den sekundären Planetenrädern und dem festen Ringrad erzeugten akustischen Geräusches (welches bei einer fundamentalen Frequenz 6 von etwa 687,7 Hz bei 100% Nr auftritt und zwischen etwa 618,9 Hz bei 90% Nr und etwa 722,1 Hz bei 105% Nr variieren kann). Insbesondere die Hochfrequenzschwingungen, die von dem Zahnradkämmen zwischen den sekundären Planetenrädern und dem festen Ringrad erzeugt werden, erzeugen akustisches Geräusch in der Kabine und/oder dem Cockpit, welches in den Sprach-Interferenzbereich fällt und es so unerwünscht macht.
Derartiges akustisches Geräusch kann generell durch eine akustische Behandlung des Cockpits- und/oder Kabineninneren vom passiven Typ effektiv verringert werden. Eine passive Behandlung, beispielsweise Schalltafeln oder -matten können teilweise effektiv für durch sehr hohe Frequenzen induziertes akustisches Geräusch sein, sie sind jedoch nicht sehr effektiv hinsichtlich induziertem akustischem Geräusch in dem 300 bis 1000 Hz-Bereich. Außerdem beeinträchtigt der durch die Verwendung derartiger Schalltafeln oder -matten eingefahrene Gewichtsnachteil die Leistungsfähigkeit des Hubschraubers.
Andere passive Techniken beinhalten die Verwendung von Schwingungsisolatoren an der Zwischenfläche zwischen Hauptrotoranordnung/Hauptgetriebe und der Zellenstruktur. Derartige Schwingungsisolatoren übertragen nur einen reduzierten Teil der akustisches Geräusch erzeugenden Hochfrequenzschwingungen in die Hubschrauberzelle in Folge von deren inhärenter Weichheit. Diese Schwingungsisolatoren müssen jedoch in dem primären Lastpfad des Hubschraubers eingesetzt werden, und Getriebeverformungen unter Dauerflugbelastung können Hochdrehzahl-Triebwerks-Transmissions-Antriebswellenverformungen verursachen, die negativ die Zuverlässigkeit der Welle beeinträchtigen, und können auch falsche Befehle an das Flugkontrollsystem induzieren.
In dem US-Patent Nr. 5 310 137 HELICOPTER ACTIVE NOISE CONTROL SYSTEM, welches Yoerkie et al. erteilt wurde und auf die United Technologies Corporation übertragen wurde (nachfolgend das ”137 Patent”), ist ein aktives Geräuschkontrollsystem für einen Hubschrauber beschrieben, welches arbeitsfähig ist, effektiv eine oder mehrere hochfrequente Schwingungen auszulöschen, die von dem Getriebe bei einer Getriebe/Zellenzwischenfläche ausgehen und so signifikant die Innengerauschniveaus des Hubschraubers verringern. Das aktive Geräuschkontrollsystem ist konstruktiv optimiert, die Anzahl von benötigten Aktuatoren zu minimieren, und ist konstruktiv optimiert, um Kontaminationskräfte, die sich aus dem Betrieb der Systemaktuatoren ergeben, zu minimieren. Das aktive Geräuschkontrollsystem beinhaltet modifizierte Transmissionsbalken, die mechanisch versteift sind, um als steife Körper relativ zu der einen oder den mehreren hochfrequenten Schwingungen zu fungieren, eine Mehrzahl von Aktuatoren, die in Kombination mit den modifizierten Transmissionsbalken angeordnet sind, eine Mehrzahl von Sensoren, die in Kombination mit den modifizierten Transmissionsbalken in einer kolinearen beabstandeten funktionalen Korrelation mit entsprechenden Aktuatoren angeordnet sind, und Steuerungen, die einzelne Aktuatoren mit den jeweilig funktional korrelierten Sensoren verbinden.
Ein Nachteil dieses in dem '137 Patent beschriebenen aktiven Geräuschkontrollsystems ist, dass obwohl die Positionierung der Aktuatoren und der Sensoren an den Transmissionsbalken zu einer örtlichen Auslöschung von Hochfrequenzschwingungen an den Sensorpositionen führt, die Positionen der Sensoren und Aktuatoren entfernt von der Getriebe/Zellen-Zwischenfläche ein ”Lecken” von Hochfrequenzschwingungen in die Zelle des Hubschraubers durch den Raum zwischen der Getriebe/Zellen-Zwischenfläche und den Sensorpositionen erlauben kann. Deshalb besteht weiterhin eine Möglichkeit, dass unerwünschtes akustisches Geräusch in der Kabine erzeugt wird, obwohl die Sensoren an die Steuerung Daten zurückgeben, die das Auslöschen von hochfrequenten Schwingungen anzeigen.
US-A-4 819 182 schlägt vor, die Aktuatoren zwischen dem Hubschraubergetriebe und der Kabine anzuordnen.
Beschreibung der Erfindung
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Hubschrauber mit einem aktiven Geräuschkontrollsystem für ein definiertes Volumen bereitzustellen, welches effektiv unerwünschtes akustisches Geräusch in dem definierten Volumen minimiert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hubschrauber mit einem aktiven Geräuschkontrollsystem für ein definiertes Volumen bereitzustellen, welches effektiv unerwünschtes akustisches Geräusch in dem definierten Volumen minimiert, wobei das unerwünschte akustische Geräusch durch hochfrequente Strukturschwingungen erzeugt wird, die von einer Schwingungsquelle ausgehen.
Diese und andere Ziele werden erreicht durch die vorliegende Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen beansprucht ist, durch ein aktives Geräuschkontrollsystem zum Minimieren unerwünschten akustischen Geräuschs in einem definierten Volumen, wobei das unerwünschte akustische Geräusch durch hochfrequente Strukturschwingungen erzeugt wird, welche von einer Schwingungsquelle ausgehen, die strukturell mit dem definierten Volumen an einer Struktur-Zwischenfläche gekoppelt ist.
Das aktive Geräuschkontrollsystem weist ein Sensor-Untersystem auf, welches in Kombination mit dem definierten Volumen angeordnet ist, um das unerwünschte akustische Geräusch in dem definierten Volumen zu erfassen, ein Aktuator-Untersystem, welches in der Nähe der Struktur-Zwischenfläche angeordnet ist, und eine Steuerung, welche funktional das Sensor-Untersystem mit dem Aktuator-Untersystem verbindet, wobei die Steuerung arbeitsfähig ist, Eingaben von dem Sensor-Untersystem zu empfangen und Befehlssignale an das Aktuator-Untersystem in Reaktion darauf zu übermitteln, um ausgewählte hochfrequente Gegenschwingungen zu erzeugen, die interaktiv mit den hochfrequenten Strukturschwingungen sind, um das unerwünschte akustische Geräusch in dem definierten Volumen zu minimieren.
Auch andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werdendem Fachmann aus der detaillierten folgenden Beschreibung leicht ersichtlich, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung einfach an Hand der Darstellung der besten Form gezeigt und beschrieben sind, die zum Ausführen der Erfindung angedacht ist. Wie man erkennen wird, ist die Erfindung für Modifikationen in verschiedener Hinsicht zugänglich. Folglich sollen die Zeichnungen die Beschreibung als in ihrer Art illustrativ und nicht beschränkend angesehen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Kurve, die ein Frequenzspektrum von Schwingungen zeigt, die von einem S-92-Hubschrauber der Sikorsky Aircraft Corporation erzeugt werden;
2 ist eine schematische Ansicht eines Hubschraubers mit einem aktiven Geräuschkontrollsystem, welches die Merkmale der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
2A ist eine schematische Ansicht eines Hubschraubers mit einer alternativen Ausführungsform des aktiven Geräuschkontrollsystems von 2;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptgetriebes des S-92-Hubschraubers, welche Elemente des aktiven Geräuschkontrollsystems von 2 zeigt;
4 ist eine Draufsicht, zum Teil weggebrochen, auf das Hauptgetriebe von 3; und
5 ist eine Draufsicht, zum Teil weggebrochen, auf das Hauptgetriebe von 3, wobei Elemente des aktiven Geräuschkontrollsystems zur visuellen Klarheit entfernt sind.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen korrespondierende oder ähnliche Elemente in den verschiedenen Ansichten zeigen. 2 ist eine schematische Darstellung eines S-92^TM-Hubschraubers 10 der Sikorsky Aircraft Corporation (S-92^TM ist eine Handelsmarke der Sikorsky Aircraft Corporation) mit einem aktiven Geräuschkontrollsystem 12, welches Merkmale der vorliegenden Erfindung beinhaltet, zum Minimieren von unerwünschtem akustischem Geräusch in der Kabine 14 des Hubschraubers 10. Wie es hier verwendet wird, kann die Kabine 14 auch das Cockpit 15 des Hubschraubers 10 und andere innere Kompartments (nicht gezeigt) beinhalten.
3 zeigt ein Hauptgetriebe 16 für den S-92-Hubschrauber 10. Wie in dem Technikgebiet bekannt, koppelt das Hauptgetriebe 16 die Turbinentriebwerke (nicht gezeigt) mit der Hauptrotor-Antriebswelle 11 und der Heckrotor-Antriebswelle (nicht gezeigt) des Hubschraubers 10 und fungiert zum Übertragen von Drehmoment von den Turbinentriebwerken auf die entsprechenden Antriebswellen. Das Hauptgetriebe 16 weist eine Mehrzahl von Befestigungsfüßen 18 zum Befestigen des Hauptgetriebes 16 an einer Mehrzahl von Hauptgetriebe-Abstützelementen 20 und derart Definieren einer Mehrzahl von Struktur-Zwischenflächen 22 an den Befestigungspositionen auf. Es wird auf die 2 und 3 Bezug genommen. Die Mehrzahl von Hauptgetriebe-Abstützelementen 20 ist wiederum strukturell mit einer Kabinenstruktur 24 gekoppelt, welche die Kabine 14 definiert.
Das aktive Geräuschkontrollsystem 12 weist ein Sensor-Untersystem 26, welches in Kombination mit der Kabine 14 angeordnet ist, ein Aktuator-Untersystem 28, welches in der Nähe der Struktur-Zwischenflächen 22 angeordnet ist, und eine Steuerung 30 auf, welche funktional das Sensor-Untersystem 26 mit dem Aktuator-Untersystem 28 verbindet.
In der beschriebenen Ausführungsform weist das Sensor-Untersystem 26 eine Mehrzahl von konventionellen Mikrophonen 32 auf, die in der Kabine 14 angeordnet sind. Man wird erkennen, dass die Anzahl von Mikrophonen 32 und deren Positionen abhängig von einer Anzahl von Faktoren variieren, einschließlich dem Maß der in der Kabine 14 gewünschten globalen Verringerung des akustischen Geräuschs, den mit dem Aufspannen einer speziellen Anzahl von Mikrophonen 32 einher gehenden Kosten und der Rechenleistung, die erforderlich und/oder verfügbar ist, um die von einer ausgewählten Anzahl von Mikrophonen 32 erzeugten Signale zu verarbeiten. In alternativen Ausführungsformen, wie in der 2A gezeigt, kann das Sensor-Untersystem 26 eine Mehrzahl von konventionellen Beschleunigungsmessern 33 aufweisen, die in Kombination mit der Kabinenstruktur 24 angeordnet sind. In noch weiteren alternativen Ausführungsformen kann das Sensor-Untersystem 26 eine Kombination von Mikrophonen 32, die in der Kabine 14 angeordnet sind, und von Beschleunigungsmessern 33, die in Kombination mit der Kabinenstruktur 24 angeordnet sind, aufweisen.
Es wird auf die 2 bis 5 Bezug genommen. Die beschriebene Ausführungsform des Aktuator-Untersystems 28 weist eine Mehrzahl von Trägheitsmassen-Aktuatoren 34 auf, die in Kombination mit den Befestigungsfüßen 18 des Hauptgetriebes 16 angeordnet sind. Jeder der Befestigungsfüße 18 weist eine Mehrzahl von Flanschen 36, 37, 38 auf, die davon weg ragen, wobei die Mehrzahl von Flanschen 36, 37, 38 in der Nähe der Struktur-Zwischenflächen 22 beabstandet sind und wobei jeder der Flansche 36, 37, 38 so konfiguriert ist, dass er mindestens einen Aktuator 34 aufnimmt. Insbesondere weist, wie in den 4 und 5 gezeigt, der Flansch 36 zwei Passflächen 36a, 36b auf, wobei jede Passfläche 36a, 36b eine rechtwinklig zu der Ebene der Passfläche 36a, 36b gebildete Gewindebohrung 4 darin gebildet hat, und wobei die Gewindebohrungen 40 derart konfiguriert sind, dass sie Gewindeschrauben 42 aufnehmen, welche sich durch die Aktuatoren 34 erstrecken. Bei dem Flansch 36 sind die Passflächen 36a, 36b so ausgerichtet, dass die Aktuatoren 34, wenn die Gewindeschrauben 42 in den Gewindebohrungen 40 befestigt sind, entlang rechtwinkliger Achsen ausgerichtet sind. In der beschriebenen Ausführungsform weist der Flansch 37 eine Passfläche 37a und der Flansch 38 drei Passflächen 38a, 38b, 38c auf, die ein Anbringen der Aktuatoren 34 entlang zueinander rechtwinkligen Achsen erlauben. Der kumulative Effekt dieser Ausführungsform ist, dass die Aktuatoren 34, die an den verschiedenen Flanschen 36, 37, 38 angebracht sind, entlang parallelen und rechtwinkligen Achsen ausgerichtet sind.
Bei alternativen Ausführungsformen können die entsprechenden Passflächen der Flansche 36, 37, 38 derart konfiguriert/ausgerichtet sein, dass die Aktuatoren 34 entlang nicht-parallelen und/oder nicht-rechtwinkligen Achsen angebracht sind.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Anzahl und die Ausrichtung der Aktuatoren 34 in Kombination mit den Flanschen 36, 37, 38 die Art und die Richtung der Kräfte und/oder Momente (d. h. Freiheitsgrade) diktieren, welche die Aktuatoren 34 an jeder der Struktur-Zwischenflächen 22 erzeugen. Deshalb kann bei alternativen Ausführungsformen die Anzahl und die Ausrichtung der Aktuatoren 34 und der Flansch 36, 37, 38 von denen der beschriebenen Ausführungsformen unterschiedlich sein, um mit Betriebsanforderungen für eine bestimmte Anwendung konform zu sein. Man wird auch erkennen, dass obwohl in der beschriebenen Ausführungsform die Trägsheitsmassen-Aktuatoren 34 an den Passflächen 36a, 36b, 37a, 38a, 38b, 38c mit Gewindeschrauben 42 befestigt sind, bei alternativen Ausführungsformen andere konventionelle Aktuatoren in der Nähe der Struktur-Zwischenflächen 22 unter Verwendung konventioneller Befestigungstechniken angeordnet sein können, um hochfrequente Gegenschwingungen zur Verwendung beim Minimieren von unerwünschtem akustischem Geräusch in der Kabine 14 zu erzeugen.
In der beschriebenen Ausführungsform ist die Steuerung 30 von einem konventionellen Typ zum Empfangen von Eingabesignalen von den Mikrophonen 32 und zum Übermitteln von Befehlssignalen an die Aktuatoren 34 in Reaktion darauf gemäß der Programmierung der Steuerung 30. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ein elektrischer Verstärker 31 zwischen die Steuerung 30 und die Aktuatoren 34 gesetzt, um die Befehlssignale zu verstärken, die an die Aktuatoren 34 übermittelt werden.
Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Während des Betriebs des Hubschraubers 10 erzeugt das Hauptgetriebe 16 hochfrequente Schwingungen, die von den Befestigungsfüßen 18 auf die Mehrzahl von Hauptgetriebe-Abstützelementen 20 durch die Struktur-Zwischenflächen 22 übertragen werden und dann von den Hauptgetriebe-Abstützelementen 20 auf die Kabinenstruktur 24 und dann in die Kabine 14 als akustisches Geräusch übertragen werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform für den S-92-Hubschrauber 10 erzeugen die hochfrequenten Schwingungen, die von dem Hauptgetriebe 16 aus dem Zahnradkämmen zwischen den sekundären Planetenrädern (nicht gezeigt) und dem festen Ringrad (nicht gezeigt) bei einer fundamentalen Frequenz von etwa 687,7 Hz bei 100% Nr (in 1 mit 6 bezeichnet) erzeugt werden, unerwünschtes akustisches Geräusch, wenn sie in die Kabine 14 übertragen werden. Deshalb ist bei der beschriebenen Ausführungsform das aktive Geräuschkontrollsystem 12 optimiert, um hochfrequente Strukturschwingungen zu minimieren, die von dem Hauptgetriebe 16 bei einem Frequenzbereich von etwa 618,9 Hz bei 90% Nr bis etwa 722,1 Hz bei 105% Nr erzeugt werden, um so akustisches Geräusch in der Kabine 14 zwischen diesen Frequenzen zu minimieren. Jedoch kann in alternativen Ausführungsformen das aktive Geräuschkontrollsystem 12 optimiert sein, hochfrequente Strukturschwingungen und akustisches Geräusch bei anderen Frequenzen oder Kombinationen aus Frequenzen zu minimieren, wie durch die Betriebseigenschaften eines speziellen Hubschraubers oder einer anderen Anwendung vorgegeben.
Es wird auf die 2 bis 5 Bezug genommen. Bei Betrieb wird das unerwünschte akustische Geräusch, welches in der Kabine 14 durch die hochfrequenten Strukturschwingungen erzeugt wird, durch die Mikrophone 32 detektiert, die wiederum Signale an die Steuerung 30 liefern, die für die Frequenz und die Größe des unerwünschten akustischen Geräuschs indikativ sind. Die Steuerung 30 filtert die von den Mikrophonen 32 empfangenen Signale, um die Frequenz oder die Frequenzen zu isolieren, die das Ziel der Minimierung sein sollen (d. h. die Frequenzen des unerwünschten akustischen Geräuschs). Gleichzeitig mit der Eingabe der Signale von den Mikrophonen 32 an die Steuerung 30 empfängt die Steuerung 30 Eingaben 29 von einem Tachometer (nicht gezeigt), der in Kombination mit einem rotierenden Zahnrad (nicht gezeigt) in dem Hauptgetriebe 16 angeordnet ist, um eine Referenzphase für das aktive Geräuschkontrollsystem 12 herzustellen. Dann liefert die Steuerung 30 unter Verwendung eines konventionellen Kontrollalgorithmus mit minimaler Varianz in Kombination mit dem von den Mikrophonen 32 und dem Tachometer empfangenen Signalen Befehlssignale über den elektrischen Verstärker 31 an jeden der Mehrzahl von Aktuatoren 34, um hochfrequente strukturelle Gegenschwingungen in der Nähe der Struktur-Zwischenflächen 22 zu erzeugen. Diese hochfrequenten strukturellen Gegenschwingungen werden von der Steuerung 30 hinsichtlich Größen, Frequenzen und Phasen optimiert, um mit den hochfrequenten Strukturschwingungen wechselzuwirken, um die Übertragung der hochfrequenten Strukturschwingungen durch die Struktur-Zwischenflächen 22 zu minimieren und so unerwünschtes akustisches Geräusch in der Kabine 14 zu minimieren.
Obwohl die beschriebene Ausführungsform des aktiven Geräuschkontrollsystems 12 in Kombination mit dem Getriebe 16 und der Kabine 14 eines Hubschraubers 10 angeordnet beschrieben ist, kann in alternativen Ausführungsformen die vorliegende Erfindung in Kombination mit irgendeinem definierten Hubschraubervolumen angeordnet sein, welches strukturell mit einer Getriebe-Schwingungsquelle (z. B. Hubschrauberkabinen und Heck-Getriebe) gekoppelt ist. Zusätzlich muss in alternativen Ausführungsformen das definierte Volumen nicht vollständig abgeschlossen sein und kann jegliches Volumen umfassen, welches mindestens teilweise von einer Struktur oder mehreren Strukturen definiert ist.
Der Fachmann wird einfach erkennen, dass die vorliegende Erfindung all die oben angegebenen Ziele erfüllt. Nach dem Lesen der vorangegangenen Beschreibung wird der Fachmann in der Lage sein, verschiedene Änderungen, Ersetzungen von Äquivalenten und verschiedene andere Aspekte der Erfindung, wie sie hier breit beschrieben ist, zu bewirken. Es ist deshalb beabsichtigt, dass der hierauf erteilte Schutz nur durch die in den angefügten Ansprüchen enthaltene Definition beschränkt ist.

Claims

Hubschrauber (10) aufweisend eine Kabinenstruktur (24), ein Schwingung erzeugendes Getriebe (16) mit einer Mehrzahl von Befestigungsfüßen (18) zum Befestigen des Getriebes an Getriebe-Abstützelementen, die strukturell mit einer Kabinenstruktur (24) gekoppelt sind, und ein aktives Geräuschkontrollsystem (12) zum Minimieren von unerwünschtem akustischen Geräusch in der Kabine (14), welches durch die Struktur (24) definiert ist, wobei das unerwünschte akustische Geräusch durch Strukturschwingungen erzeugt wird, die von dem Getriebe (16) auf die Struktur (24) übertragen werden, wobei das aktive Geräuschkontrollsystem (12) eine Mehrzahl von Sensoren (32, 33), eine Steuerung (30) und eine Mehrzahl von Trägheitsmassen-Aktuatoren (34) aufweist, wobei (a) die Mehrzahl von Sensoren (32, 33) ein Sensor-Untersystem (26) bildet, welches in der Kabine (14) zum Erfassen des unerwünschten akustischen Geräuschs darin angeordnet ist, (b) jeder Befestigungsfuß (18) eine Mehrzahl von Flanschen (36, 37, 38) aufweist, wobei jeder der Flansche (36, 37, 38) so konfiguriert ist, dass er mindestens einen der Aktuatoren (34) aufnimmt, (c) die Mehrzahl von Aktuatoren (34) ein Aktuator-Untersystem (28) bildet, und (d) die Steuerung (30) mit dem Sensor-Untersystem (26) und dem Aktuator-Untersystem (28) verbunden ist, wobei die Steuerung (30) arbeitsfähig ist, Eingaben von dem Sensor-Untersystem (26) zu empfangen und Befehlsignale an das Aktuator-Untersystem (28) in Reaktion auf die Eingaben von dem Sensor-Untersystem (26) zu übermitteln, um ausgewählte Gegenschwingungen zu erzeugen, die auf die Befestigungsfüße (18) des Getriebes (16) aufgebracht werden und mit den Strukturschwingungen interaktiv sind, um die Strukturschwingungen zu minimieren, die von den Befestigungsfüßen (18) in die Struktur (24) gehen, um so das sich ergebende unerwünschte akustische Geräusch in der Kabine (14) zu minimieren.
Hubschrauber (10) nach Anspruch 1, wobei das Sensor-Untersystem (26) eine Mehrzahl von Mikrophonen (32) aufweist, die in der Kabine (14) angebracht sind.
Hubschrauber (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Sensor-Untersystem (26) eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern (33) aufweist, die in der Kabine angeordnet sind.
Hubschrauber (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend einen Tachometer, der in dem Getriebe (16) zum Ausgeben eines Signals, welches eine Funktion der Arbeitsfrequenz davon ist, angebracht ist, und wobei die Steuerung (30) ferner arbeitsfähig ist, das Tachometersignal zum Bestimmen einer Phasenreferenz für die an das Aktuator-Untersystem (28) übermittelten Befehlsignale zu empfangen.
Hubschrauber (10) nach Anspruch 4, wobei der Tachometer den Betrieb eines rotierenden Zahnrads in dem Getriebe (16) überwacht.
Hubschrauber (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerung (30) die Signale von dem Sensor-Untersystem (26) filtert, um mindestens eine vorbestimmte Frequenz zu isolieren.
Hubschrauber (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das aktive Geräuschkontrollsystem (12) Gegenschwingungen erzeugt zum Reduzieren von Strukturschwingungen mit einer Frequenz in einem Bereich von etwa 618,9 Hz und etwa 722,1 Hz.
Hubschrauber (10) nach Anspruch 7, wobei das aktive Geräuschkontrollsystem (12) Gegenschwingungen zum Reduzieren einer Strukturschwingung mit einer Frequenz von etwa 687,7 Hz erzeugt.
Hubschrauber (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Strukturaktuator (34) mit dem Flansch (36, 37, 38) verschraubt ist, so dass der Strukturaktuator (34) eine Gegenkraft in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fläche des Flansches (36, 37, 38) erzeugt.