Herramientas nuevas para predecir y controlar las emisiones acústicas del núcleo de los motores aeronáuticos
La reducción de las emisiones y del ruido de los motores para aeronaves desempeña un papel importante en el objetivo europeo de disponer de sistemas de transporte aéreo más ecológicos. El ruido del núcleo puede ser un contribuyente principal a la emisión acústica total en motores de baja emisión. Comprender mejor los mecanismos de generación acústica y desarrollar herramientas de predicción y control del zumbido irritante e incesante que surge de los motores ha constituido la meta del proyecto RECORD (Research on core noise reduction), financiado por la UE. Los científicos se centraron en las fuentes acústicas dentro del núcleo del motor que contribuyen al ruido, mayormente a velocidades inferiores. Comprenden el ruido de combustión y otros sonidos producidos por la interacción entre la cámara de combustión y la turbina. El ruido de combustión ha sido ignorado por ingenieros y fabricantes durante largo tiempo. Los científicos emplearon distintos métodos predictivos para determinar el ruido del núcleo, que van desde los métodos de modelización de orden inferior hasta las simulaciones de torbellinos grandes (LES) en flujos compresibles, realizadas en alta fidelidad. Lo primero ayudó a diseñar cámaras de combustión y sus etapas de turbina posteriores con baja emisión acústica, y lo segundo proporcionó una imagen más detallada de los campos de flujo. Las simulaciones LES constituyeron una herramienta indispensable para predecir la entropía, la vorticidad y las ondas acústicas generadas por una combustión turbulenta. Combinando las simulaciones LES con otros métodos analíticos, se consiguieron métodos computacionales nuevos de estimación del ruido directo e indirecto así como de predicción rápida del ruido de combustión, tanto en llamas premezcladas como sin premezcla. Los miembros de este proyecto desarrollaron instalaciones de ensayo nuevas, adecuadas para medir ruidos de combustión generados por fuentes directas o indirectas, que ya están dispuestas y en funcionamiento. Los ensayos experimentales permitieron asimismo investigar el ruido de combustión indirecto en turbinas bajo configuraciones transónicas a alta presión. Los resultados de este proyecto arrojaron más luz sobre el papel predominante del ruido de combustión directo e indirecto en motores turborreactores y turboeje. Cabe esperar que las nuevas herramientas proporcionadas por el proyecto RECORD faciliten a los ingenieros el diseño de motores aeronáuticos con un ruido de combustión bajo.
Palabras clave
Aeronave, contaminación acústica, herramientas predictivas, ruido de la combustión, simulaciones de torbellinos grandes, ruido del núcleo
