Lepsze tłumienie hałasu generowanego przez samoloty
W nowoczesnych samolotach pasażerowie oraz załoga oddychają mieszanką świeżego powietrza i pochodzącego z recyrkulacji. To połączenie w odróżnieniu od zastosowania wyłącznie świeżego powietrza umożliwia regulację temperatury, ciśnienia i wilgotności. Powietrze jest pozyskiwane z silników i przekazywane do klimatyzatorów. Następnie jest kierowane do kabiny, poddawane cyrkulacji oraz na końcu wciągane do dolnego kadłuba, gdzie jest wysysane przez ciśnieniowy zawór upustowy i cykl zaczyna się od początku. Układy klimatyzacyjne w samolotach umożliwiają stworzenie bezpiecznego i wygodnego środowiska, ale również generują hałas. Finansowany przez UE projekt ALIAS (Acoustic Liners for air conditioning system) miał na celu ograniczenie hałasu poprzez ulepszenie wykładzin akustycznych. Takie wykładziny stanowią poważne wyzwanie projektowe z uwagi na konieczność spełnienia szerokiej gamy często sprzecznych wymagań. Wykładziny akustyczne muszą zapewniać wysoki poziom wytłumiania dźwięków i jednocześnie spełniać wiele wymogów eksploatacyjnych. Powinny być lekkie oraz elastyczne, aby spełniać surowe normy dotyczące masy oraz ograniczonego miejsca. Mając to na uwadze, badacze w projekcie ALIAS znacznie ograniczyli czas projektowania i oceny zoptymalizowanych wykładzin dla układów klimatyzacji poprzez przejście na proces projektowy oparty na symulacji. Zespół badaczy zaprojektował skończony kod elementów umożliwiający analizę modalną o wysokiej wierności odwzorowania, która ma na celu oszacować impedancję wykładziny akustycznej w celu maksymalizacji tłumienia hałasu. Zaprojektowano wykładziny akustyczne, które oferują impedancję najbliższą docelowej poprzez zastosowanie modeli semiempirycznych, które łączą właściwości geometryczne z osiągniętą impedancją akustyczną. Wyniki zastosowania narzędzi analitycznych użytych do przewidywania tłumienia hałasu skorelowano z testami statystycznymi wykonywanymi na stanowisku badawczym. Naukowcy pracujący w ramach projektu ALIAS potwierdzili dokładność teoretycznych przypuszczeń poprzez porównanie ich ze zmierzoną impedancją akustyczną in situ dla pięciu różnych projektów. Zespół pracujący nad projektem pomyślnie zbudował dwa prototypy w dużej skali i przetestował je w środowisku przemysłowym. Zmierzony poziom tłumienia akustycznego był na oczekiwanym poziomie w docelowym zakresie średnich częstotliwości, co sprawia, że wyniki projektu będzie można wykorzystać. Po zweryfikowaniu działania proponowanych wykładzin akustycznych partnerzy projektu ALIAS mają nadzieję na wykorzystanie tej wiedzy w celu zwiększenia stopnia ich użycia w różnych zastosowaniach w aeronautyce.
Słowa kluczowe
Dźwięk samolotów, ALIAS, wykładziny akustyczne, klimatyzacja, impedancja akustyczna, aeronautyka
