自適應旋翼技術
直升機具有獨特的飛行性能——依靠旋翼在空中懸停、在狹小空間內垂直起降，使其成為重要的空中運輸和作戰平台。目前，在旋翼設計中還存在一些空氣動力學問題，對直升機飛行產生不利影響。這主要表現在，直升機在起飛、降落和空中懸停過程中，旋翼氣動噪聲很大；在巡航飛行中，旋翼振動比較劇烈。上述問題大大影響了直升機的乘坐舒適性，降低了直升機的使用壽命，對於軍用直升機，還會削弱其隱蔽性，降低行動的突然性和戰場生存力。美國、歐洲和日本的科研人員正在努力解決這一問題。歐洲在相關技術上明顯處於領先地位，德國科研人員在BK-117直升機(EC-145的早期型號)上試驗了自適應旋翼技術，它可以從空氣動力學原理上解決目前直升機旋翼存在的噪聲和振動問題。
旋翼噪聲和振動產生及消除的原理
直升機旋翼在旋轉過程中，槳葉翼尖會產生螺旋狀的氣渦。當後一片槳葉擊中這個氣渦時，槳葉表面的壓力會突然變化，由此引發類似鞭打的聲音。旋翼在高速轉動時，這種“鞭打”聲密集地出現，從而產生響亮的爆震聲。在巡航飛行中，由於槳葉產生的氣渦被氣流快速帶離旋翼表面，槳葉擊打氣渦的幾率很小，因此這種聲音並不顯著；而在直升機起飛、懸停、靠近地面降落過程中，由於直升機速度很低、氣流平緩，氣渦就會停留在槳葉翼尖部，使得每個槳葉都擊打到前一個槳葉產生的氣渦，旋翼噪音就異常顯著。旋翼的氣動振動則主要發生在直升機巡航飛行過程中，是由於旋翼產生升力的不對稱而引起的。在飛行中，與直升機飛行方向一致的旋翼前行槳葉相對於空氣的速度較快，槳葉產生的氣動升力要大一些；而後行槳葉相對於空氣的速度較慢(失速)，產生的氣動升力相對較小，這樣，在整個旋翼面就出現升力的不平衡，引起旋翼乃至直升機機體的振動。
自適應旋翼系統降噪、減振的基本原理是：在旋翼槳葉後緣安裝由作動機構驅動的副翼，副翼在電子系統的控制下快速擺動。在起飛、懸停、降落過程中，副翼間歇性地上下快速擺動，可以改變槳葉相對於氣流的攻角，從而改變螺旋氣渦的狀態，使其位於旋翼翼面的上方或下方，避免後來的槳葉與氣渦發生撞擊，從而消除噪聲。而在巡航飛行中，槳葉副翼角度的變化可以補償各槳葉間的升力差，從而大幅度降低直至消除這種氣動振動。
自適應旋翼系統的結構
副翼是2～3組25厘米寬的翼片模組，並列固定在旋翼槳葉的後緣。副翼上下擺動的幅度約為5°。用於消除懸停階段氣動噪聲時，擺動的頻率約為15次／秒；用於補償飛行中升力差時，擺動頻率約為35次／秒。儘管看似簡單，但其中涉及複雜的感測器、控制器以及作動器技術。感測器系統用於探測是否有“槳葉－氣渦”撞擊的存在，以及翼面升力差的大小。對於前者，德國科學家提供了2種感測器系統，一種是安裝在直升機起落架上的麥克風，用於“傾聽”槳葉擊中氣渦所產生的“鞭打”聲，並將獲取的信號傳輸給控制計算機，另一種則是在槳葉前緣內放置壓電感應片，這種感應片可以敏感地察覺槳葉所受壓力的變化。而對於飛行過程中氣動振動的測量，則可採用安置在槳葉根部或旋翼軸頂部的變形測量器或者安置在機艙內的加速度儀。
感測器獲取的信號通過旋翼軸內的光纖波導傳輸至位於旋翼軸轂頂端的處理系統，信號經過處理、放大後，再反饋給副翼的作動機構，控制副翼葉片的上下擺動。這一系列過程都是在極短的時間內自動完成的，不需要飛行員的任何干預。目前安置在BK-117直升機旋翼軸轂頂端的試驗型處理系統全重達65千克，外形類似於一個廢紙簍。這一裝置的重量未來可減輕至55千克，體積也可大幅度縮小，便於安置在標準的直升機旋翼轂帽
除了感測器和處理系統外，副翼的作動機構可以說是整個系統中技術含量最高的部分。該裝置不僅要體積小、反應敏捷、動作精度高、結構堅固可靠，產生的作動力也必須足夠大，傳統的電機系統無法滿足要求。於是，德國科研人員採用了一種堆疊的壓電陶瓷方案。壓電陶瓷具有獨特的晶體結構，在通過的電流發生變化時，陶瓷的長度會發生變化。儘管其伸縮幅度非常輕微，但變化非常迅速，可以產生相對較大的力量。具體方案是，每個副翼模組包括2個壓電陶瓷作動器；每個作動器由若干片0．15毫米厚的壓電陶瓷晶片堆疊，通過一個金屬框架結合在一起。金屬框架的另一個作用是把陶瓷晶片的微小伸縮變化放大10倍，再通過2根拉桿將變化傳遞到絞接的副翼葉片上，控制其進行上下5‘的擺動。這種採用壓電陶瓷的作動器模組相當小巧，重量僅為800克，厚度只有2厘米，卻可以產生1000牛頓的力量。
