Nowe narzędzia umożliwiają przewidywanie i kontrolowanie hałasu generowanego przez silniki lotnicze
Ograniczanie poziomów emisji i hałasu silników lotniczych stanowi istotny element europejskich celów stworzenia bardziej ekologicznego systemu transportu lotniczego. Hałas generowany przez rdzeń silnika może być znaczącą składową ogólnego hałasu generowanego przez silniki niskoemisyjne. Dokładniejsze zrozumienie mechanizmów generowania hałasu oraz opracowanie narzędzi umożliwiających przewidywanie i kontrolę irytującego hałasu silników było celem finansowanego ze środków UE projektu RECORD (Research on core noise reduction). Naukowcy zajmowali się źródłami hałasu w rdzeniu silnika, stanowiącymi istotną część ogólnego hałasu, szczególnie przy niższych prędkościach. Chodzi tu o hałas związany ze spalaniem oraz inne dźwięki wytwarzane podczas interakcji między zespołem komory spalania a turbiną. Hałas związany ze spalaniem był przed długi czas ignorowany przez inżynierów i producentów. Naukowcy zastosowali różnorodne metody prognozowania hałasu generowanego przez rdzeń silnika, od modelowania niskiego rzędu po wysokiej rozdzielczości symulacje przepływów sprężanych wykonywane metodą dużych wirów (LES). Pierwsze podejście umożliwiło zaprojektowanie cichych komór spalania i dalszych stopni turbiny, podczas gdy drugie pozwoliło uzyskać dokładniejszy obraz pól przepływu. LES było ważnym narzędziem umożliwiającym przewidywanie entropii, wirowości i fal akustycznych generowanych przez burzliwe spalanie. Połączenie LES z innymi podejściami analitycznymi pozwoliło na stworzenie nowych metod obliczeniowych służących do szacowania bezpośredniego i pośredniego hałasu oaz do szybkiego przewidywania hałasu związanego ze spalaniem, w odniesieniu do płomieni zarówno w komorze mieszankowej, jak i poza nią. Nowe stanowiska testowe nadające się do pomiarów hałasu związanego ze spalaniem dla źródeł bezpośrednich, jak i pośrednich opracowane przez partnerów projektu są już w pełni sprawne. Testy doświadczalne umożliwiły także zbadanie pośredniego hałasu związanego ze spalaniem w okołodźwiękowych konfiguracjach turbiny wysokociśnieniowej. Omawiany projekt przyczynił się do lepszego poznania istotnej roli pośredniego i bezpośredniego hałasu związanego ze spalaniem w silnikach turboodrzutowych i turbowałowych. Narzędzia opracowane w ramach inicjatywy RECORD pomogą inżynierom w projektowaniu silników lotniczych odznaczających się niskim poziomem hałasu związanego ze spalaniem.
Słowa kluczowe
Samolot, zagrożenie hałasem, narzędzia predykcyjne, hałas powstający podczas spalania, symulacje dużych wirów, hałas generowany przez rdzeń silnika
