Supresión del ruido de los motores turbohélices
En la actualidad se utilizan revestimientos acústicos perforados convencionales en zonas calientes de los motores aeronáuticos para atenuar el ruido. No obstante, la tecnología actual de revestimientos para la entrada a los motores no cumple con los requisitos térmicos y otros requisitos funcionales relacionados con los gases de escape calientes de las turbinas. Un nuevo revestimiento permite usar absorbentes acústicos también en las zonas calientes del motor, lo cual reduce de forma importante el ruido del conducto central (flujos calientes). En el proyecto HOSTEL (Integration of a hot stream liner into the turbine exit casing (TEC)), los investigadores integraron con éxito un absorbente acústico en la estructura de la carcasa de salida de la turbina de un motor de aeronave. El concepto de revestimiento de HOSTEL consistía en una estructura de lámina superior de revestimiento compuesto por una fina capa de espuma metálica combinada con una chapa metálica perforada. Las investigaciones anteriores habían demostrado que este tipo de estructura ofrecía un buen rendimiento acústico casi independientemente de flujos y temperaturas. La capa de espuma metálica va soldada a una estructura clásica de sándwich con núcleo de nido de abeja y está comprimida hasta un nivel predeterminado. Esto ayuda a aumentar la resistencia acústica y reducir la falta de linealidad del revestimiento frente a variaciones de flujo y temperatura. Los investigadores utilizaron aleaciones adecuadas a base de níquel para el revestimiento, pensando en una temperatura típica alrededor de 700 °C. Estas incluyen el Inconel 625 que se utiliza para las láminas sólidas y perforadas, así como para el núcleo en nido de abeja. También se aplicó con éxito una técnica de simulación, una formulación linealizada, en el dominio de frecuencias, de las ecuaciones de Navier-Stokes, para validar la aeroacústica de conducto de las placas con orificios y las expansiones de área. Se comprobó que esta metodología era muy eficiente en cuanto se refiere al tiempo y adecuada para simular con precisión la propagación acústica en conductos con flujos y una geometría detallada. Los resultados de la investigación deberían ayudar a los socios del proyecto a adaptar un revestimiento acústico híbrido a las frecuencias de paso de los álabes del demostrador de turbohélice de engranajes del programa para obtener motores sostenibles y ecológicos (SAGE4), que tiene una turbina de baja presión. Esta investigación debería ayudar a desarrollar revestimientos acústicos que cumplan con los requisitos térmicos y otros requisitos funcionales fundamentales para construir aviones más silenciosos.
Palabras clave
Ruido, motores turbohélice, revestimiento acústico, turbinas, flujos calientes
