Spørg Scientariet: Hvorfor siger en helikopter chop-chop-chop?

Vores læser Troels Mikkelsen spørger: Hvorfor siger en helikopter chop-chop-chop? Når en helikopters rotor drejer rundt, forestiller jeg mig, at det sker med konstant vinkelhastighed. Hvis det er rigtigt, hvorfra kommer så helikopterens meget hakkende lyd?

Det kan jo ikke være fra motoren, da moderne helikoptere er udstyret med gasturbiner og ikke stempelmotorer. Hvorfor er lyden ikke en 'konstant' summen, der svarer til rotorens omdrejningshastighed? Eller er det netop bare en *meget *lavfrekvent summen, der netop svarer til omdrejningshastigheden?

Morten Fabricius Olesen, elektronikingeniør og akustik-specialist hos Terma, svarer:
Lydudbredelsen fra en helikopter er et komplekst fænomen. Den væsentligste faktor er Doppler-effekten, som er et frekvensskift, der opstår, når lydkilde og modtager bevæger sig i forhold til hinanden – ligesom vi kender det fra en ambulance, der passerer.

Når rotorbladene bevæger sig i retning mod lytteren, bliver rotorstøjen flyttet op i frekvens, og når bladene bevæger sig væk fra lytteren, bliver den flyttet ned i frekvens. Dette opleves som en pulserende lyd.

Læs også: Ny teknologi halverer støj fra helikoptere

En anden faktor er dæmpning fra helikopterens forskellige dele. Mens rotorbladene bevæger sig rundt, vil de i større eller mindre grad befinde sig bag andre dele af helikopteren i forhold til lytteren, hvilket giver en variation i lyden.

Endelig kan det nævnes, at på visse helikoptere kan vingetipperne komme tæt på eller over lydens hastighed på den side, hvor rotoren bevæger sig i flyveretningen, hvorved kraftig lyd som bekendt frembringes.

Læs evt. mere om helikopterlyde via dette link.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

En Bell 212 (*) hakker meget - kan høres på 10 minutters afstand i kold og klar luft i Grønland ;-)

Den har 2 rotorblade, og jeg har fået at vide at meget af lyden stammer fra passagen af rotorbladene hen over halen på helikopteren, og det påvirker (skaber) lyd nå når luften bliver komprimeret og ændrer strømning omkring halen.

Synes det lyder meget sandsynligt - men har ikke selv så meget forstand på det :-9

*) http://da.wikipedia.org/wiki/Bell_212

  • 1
  • 1

BVI noise mainly occurs during descent flight and is caused by the rotating blades which 'chop' through the tip vortices from the preceding blades. The tip vortices are pushed down by the downwash of the rotor, which explains why BVI noise mainly occurs during descent flight and not during climb. Typically the blade hits one vortex per revolution, so the noise is generated at the blade passing frequency (and higher harmonics). A famous US prediction code for BVI noise is called WOPWOP :-)

  • 2
  • 1

Helt simpelt sad vi med samme teori og praksis på IHA-akustikmodulet ved årtusindskiftet.

Den enkelte vinge må, under rotationen, sweepe op og ned i lydudsendelsesfrekvens; højest peak-frekvens når vinge/tip er direkte på vej mod lytteren, lavest når den er på vej væk (doppler, som forklaret).

Når de trods alt nærliggende frekvenser adderes, får man en "beat-note" virkning.

Man kan simplificere dette med to sinustoner (konstant frekvens, og dermed konstant differens/"afstand") - prøv selv her, tredie figur i højre margen fra oven, tryk på playsymbolet.

http://en.wikipedia.org/wiki/Beat_%28acous...

  • 0
  • 1

En 1-rotors helikopter chopper ikke hvis den ikke bevæger sig ift luften! "Chopper"-lyden opstår når rotorvingen skifter "attack"-profil fra "modvind" i bevægelsesretningen til mindre "modvind" i den modsatte retning!

En 2-rotors helikopter "chopper" også i fart, men der kommer også en særlig lyd fordi dele af den ene rotors luftstrøm generer den anden rotor!

John Larsson

  • 1
  • 2

"Endelig kan det nævnes, at på visse helikoptere kan vingetipperne komme tæt på eller over lydens hastighed på den side, hvor rotoren bevæger sig i flyveretningen, hvorved kraftig lyd som bekendt frembringes."

Det må da være lige modsat: At det er i siden hvor rotoren bevæger sig mod flyveretning, at den kan komme over lydens hastighed, da hastigheden så bliver summen af rotorens hastighed + helikopterens hastighed

  • 2
  • 6

Det er min erfaring at jo færre rotorblade og jo højere belastning af bladene, jo mere chop.

Helikoptere med 2 rotorblade som fx Huey’en og mange modelhelikoptere chopper i udtalt grad mens jeg ikke har hørt det fra fx en 6-bladet Hughes 600, der er det mere en snerren som kan være svær at skelne fra halerotoren.

Så jeg synes ikke det lyder umiddelbart sandsynligt at det skulle have med doppler eller interferensfænomener at gøre. Snarere at bladene på især 2-rotor helier måske er mere belastede og derfor simpelthen slår mere i luften på højre side?

  • 3
  • 3

Er der ikke noget med at bladenes krøjning (angrebsvinkel) ændrer sig på vej rundt? Så vidt jeg ved (og det er ikke meget, indrømmet) er det netop dette man styrer med den indviklede gyro-agtige mekanisme der sidder rundt om akslen. Dette vil vel også tilføje noget ♪ chop chop ♫

  • 1
  • 0

...2 bladet rotor som laver den lyd ? Jeg mener (uden at være sikker) at lyden flyder sammen når der er mere end 2 blade, dvs. chop-chop-chop skyldes vores opfattelse af lyden.

  • 0
  • 1

...er fejlbehæftet.

En helikopters rotorblade har ikke samme angle-of-attack i hele rotationen.

Se illustration: http://www.dynamicflight.com/aerodynamics/...

Jeg ved ikke hvad en elektronikingeniør og akustik-specialist ved om en helikopters aerodynamik, men efter at have læst svaret, så må jeg konstatere, at der spørges i øst og svares i vest.

Med hensyn til hvorfor overlydshastighed ikke er ønskværdigt på et rotorblad, så læs her: https://www.helicoptersmagazine.com/conten...

  • 2
  • 1

Ja man kan meget hurtigt blive forvirret med alle disse mange forskellige måder at beskrive retninger.

Måske man skulle forsøge sig med noget lidt nemmere forståeligt som det helikopterfolk bruger? Nå det synes I også? jamen glimrende så, herefter hedder det "advancing blade" og "retreating blade" hvor advancing blade er det blad der i sin rotation bevæger sig i flyveretningen, og retreating blade er det blad der bevæger sig modsat flyveretningen. Anvendelsen af disse (autoriserede) begreber gør det også lettere at forstå andre aerodynamiske forhold såsom retreating blade stall.

  • 2
  • 0

Men ingen siger det rigtige. Det er selvfølgelig fordi det er diskrete blade der anslår luften når de passerer. Der er kompleksitet i hvordan de slår i luften men det er slaget der tæller. Hvis man roterede med roteren ville det være en mere jævn susen men det gør man ikke.

  • 0
  • 1

Man behøver ikke gøre et større nummer ud af om en rotor eller en propel (hvad enten den sidder på et fly eller et skib) drejer med eller mod uret. Den drejer i forhold til den angivne reference og så er man så dejligt fri for at spekulere i fra hvilken retning/placering man observerer den.

  • 0
  • 1

NU er det endnu en gang at jeg ærgrer mig over at jeg har forlist den lærebog i helikopterflyvning skrevet af Igor Sikorsky som jeg og 10 medstuderende fik ved vores besøg på fabrikken i Connecticut i 1981. I den behandles problemet med rotorbladtippene, der i den fremadgående bevægelse kan gennembryde lydmuren og hvad man så gør for at undgå dette.

  • 0
  • 0

Jeg havde den forståelse at det meste af larmen kom når hovedrotors luftmasse rammer halerotorens luftmasse. Blandt andet derfor er helikoptere med indkapslet halerotor mindre larmende.

  • 0
  • 0

Den meget korte version er ikke særlig videnskabelig, men den mere uddybende, vil fylde temmelig meget. Et rotorblad bevæger sig omkring rotormasten med ensartet hastighed, men i forhold til luften varierer hastigheden i praksis hele tiden. Rotorbladet vil under sin rotation bevæge sig både fremad og tilbage i forhold til bladets hængselspunkt. Desuden bevæger bladet sig både opad og nedad under sin rotation. Denne flapbevægelse kan sammenlignes med, at slå en åre fladt ned mod vandoverfladen, som så vil resultere i et plask. Omsat til helikopteraerodynamik, slår bladet ned eller op mod luften. Selve bladet bøjer sig og vrider sig desuden. Alle disse bevægelser i forhold til den omgivne luft giver forskellige lyde, som tilsammen kan opfattes som chop chop. Interferens fra hvert enkelt blad og fra halerotoren, er også medvirkende. Desuden har rotorhovedets opbygning indflydelse på lyden. Som ganske rigtig nævnt tidligere, er den særlig karakteristisk fra f.eks. Bell 212 og Huey Cobra, der har nogenlunde samme type rotorhoved. Antallet af blade, kaldet "Rotor Solidity", har også indflydelse. Mange blade giver færre chop chop lyde.

  • 1
  • 1
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten