Nuovi strumenti per prevedere e controllare le emissioni acustiche del nucleo relativo al motore
Il contenimento delle emissioni e dell’inquinamento acustico dei motori aeronautici gioca un ruolo di primo piano ai fini del raggiungimento dell’obiettivo europeo di creare un sistema di trasporto aereo più verde. Il rumore del nucleo rappresenta un contributo potenzialmente importante per il rumore complessivo emesso dai motori a basse emissioni. Il miglioramento della comprensione relativa ai meccanismi di generazione del rumore e lo sviluppo di strumenti per prevedere e controllare l’irritante e implacabile rombo dei motori costituisce l’obiettivo del progetto RECORD (Research on core noise reduction), finanziato dall’UE. Gli scienziati si sono concentrati sulle sorgenti acustiche all’interno del nucleo del motore, le quali contribuiscono al rumore complessivo, soprattutto alle basse velocità. Tra queste figurano il rumore di combustione e altri suoni prodotti dall’interazione tra la camera di combustione e la turbina. Il rumore di combustione è stato a lungo ignorato da ingegneri e produttori. Gli scienziati hanno impiegato diversi metodi di previsione per il rumore del nucleo, i quali vanno dalla modellizzazione di basso ordine a simulazioni Large Eddy (large eddy simulations, LES) ad alta fedeltà di flussi comprimibili. Il primo metodo è stato di aiuto in relazione ai progetti a basso rumore riguardanti combustori e fasi successive delle turbine, mentre il secondo ha fornito un quadro più dettagliato dei campi di flusso. Il metodo LES è uno strumento necessario per prevedere l’entropia, la vorticosità e le onde acustiche generate da una combustione turbolenta. La combinazione tra metodo LES e altri approcci analitici ha portato a nuovi metodi di calcolo per la stima del rumore diretta e indiretta, nonché per una rapida previsione del rumore di combustione relativo a fiamme premiscelate e non premiscelate. Nuovi banchi di prova sviluppati dai partner del progetto, adatti alle misure di rumore di combustione in quanto a sorgenti acustiche dirette e indirette, sono ora ultimati e funzionanti. Le prove sperimentali hanno inoltre permesso di analizzare il rumore di combustione indiretto all’interno di configurazioni delle turbine transoniche ad alta pressione. I risultati del progetto fanno luce sul ruolo dominante del rumore di combustione diretto e indiretto nei motori con turbogetto e turboalbero. I nuovi strumenti del progetto RECORD dovrebbero aiutare gli ingegneri nella progettazione di motori per aerei con basso rumore di combustione.
Parole chiave
Aeromobile, inquinamento acustico, strumenti di previsione, rumore di combustione, Large Eddy Simulation, rumore del nucleo
