Aeronaves de rotor abierto más silenciosas
La industria aeronáutica europea necesita desarrollar métodos sostenibles que permitan reducir su huella medioambiental y contribuir a la lucha contra el cambio climático. Los motores CROR, caracterizados por unas palas sin carenado que se montan en dos etapas y giran en sentidos opuestos, constituyen una de las mejores posibilidades de cara a reducir el consumo de combustible y las emisiones, a la par que ofrecen una eficiencia propulsora mayor. A diferencia de los diseños aeronáuticos actuales, caracterizados por carenados que dirigen el ruido hacia el suelo, los diseños CROR se han visto desfavorecidos por unos niveles de ruido elevados al no disponer de carenados envolventes que amortigüen el sonido generado por las palas. En el marco del proyecto ENITEP (Experimental and numerical investigation of turbulent boundary layer effects on noise propagation in high speed conditions), financiado por la Unión Europea, un equipo de científicos investigó la posibilidad de mitigar el ruido a base de refractarlo durante su propagación por la capa límite del fuselaje. Se utilizó un modelo de túnel de viento de alta velocidad ya existente con el propósito de medir parámetros aerodinámicos de la capa límite en los regímenes estacionario y transitorio. Mediante el ruido generado por un flujo entrante se inyectó ruido de banda ancha, a las frecuencias típicas de las configuraciones CROR. Ensayando en un rango amplio de velocidades de flujo, hasta Mach 0,78, se adquirió mucha información cualitativa sobre los fenómenos de refracción. Se seleccionaron algunos ensayos experimentales para simularlos con técnicas fluidodinámicas computacionales. Se emplearon modelos numéricos para simular el ruido de salida y comprobar la exactitud de las herramientas aeroacústicas computacionales. Los niveles de los picos de sonido predichos por aeroacústica computacional superaron las medidas de los ensayos. Los resultados obtenidos permitieron asimismo predecir la pérdida energética debida a la propagación del sonido en la capa límite del fuselaje en un rango de velocidades de entre Mach 0,40 y Mach 0,75. El modelo de túnel de viento y las técnicas de medición desarrolladas en el marco del proyecto ENITEP se podrán aplicar en el futuro a proyectos relacionados con este campo, lo cual potenciará la capacidad de la industria aeronáutica europea. Las herramientas numéricas aplicadas serán útiles para modelizar los efectos de refracción de las capas límite turbulentas en régimen estacionario. Estos avances en la exactitud de la predicción del ruido facilitarán el diseño de nuevas aeronaves y permitirán reducir el impacto acústico de los motores CROR a la par que aumentar su eficiencia.
Palabras clave
Rotores abiertos de rotación inversa, transmisión del ruido, ENITEP, capa límite turbulenta, aeroacústica computacional
