Un rotore aperto più silenzioso
L’industria dell’aviazione europea ha bisogno di sviluppare dei metodi sostenibili per la riduzione dell’impronta ambientale e al fine di contribuire alla lotta contro i cambiamenti climatici. I motori CROR, i quali presentano lame prive di copertura posizionate su due diversi livelli, che ruotano in direzioni opposte, rappresentano uno dei migliori candidati per il basso consumo di carburante e le basse emissioni, promettendo inoltre un aumento dell’efficienza propulsiva. A differenza dell’attuale progettazione degli aeromobili che dispongono di coperture della gondola motore, le quali deviano il rumore al suolo, i design di motore CROR sono stati ostacolati da elevati livelli di rumore, poiché non è presente alcun rivestimento della turbina per attutire i suoni delle pale. Nell’ambito del progetto ENITEP (Experimental and numerical investigation of turbulent boundary layer effects on noise propagation in high speed conditions), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno studiato la possibilità di ridurre il rumore durante la sua propagazione, attraverso lo strato limite della fusoliera. Il team del progetto ha attuato un modello in galleria del vento ad alta velocità esistente, per misurare l’aerodinamica dello strato limite a livello costante e instabile. Un rumore di ingresso ha iniettato rumore a banda larga con frequenze tipiche per le configurazioni CROR. Gli scienziati hanno acquisito una comprensione qualitativa dei fenomeni di rifrazione testando una vasta gamma di velocità di flusso fino a 0,78 Mach. I casi di test sperimentali selezionati sono stati simulati utilizzando tecniche di fluidodinamica computazionale. Gli scienziati hanno usato modelli numerici per simulare il rumore in uscita e testare la precisione degli strumenti computazionali aeroacustici. I livelli sonori di picco previsti dall’aeroacustica computazionale hanno superato quelli misurati durante le prove. i risultati hanno inoltre permesso di prevedere la perdita di energia di propagazione del suono sullo strato limite della fusoliera per una velocità compresa tra 0,40 e 0,75 Mach. Il modello in galleria del vento e le tecniche di misurazione sviluppate nel contesto del progetto ENITEP possono essere applicate a futuri progetti connessi, migliorando la competenza dell’industria aeronautica europea. Gli strumenti numerici applicati aiuteranno a modellizzare gli effetti di rifrazione costante relativi agli strati limite turbolenti. I progressi nell’accuratezza della previsione del rumore saranno di aiuto per la progettazione di aerei futuri, riducendo l’impatto di rumore dei motori CROR e migliorandone l’efficienza.
Parole chiave
Rotori controrotanti aperti, trasmissione del rumore, ENITEP, strato limite turbolento, aeroacustica computazionale
