Nuevos métodos y herramientas de ingeniería para minimizar el ruido en la cabina de vuelo y la cabina de pasajeros
El nivel de ruido en la cabina de vuelo y la cabina de pasajeros tiene una gran importancia en el diseño de aeronaves nuevas. Una de las principales fuentes de ruido a velocidad de crucero es el ruido aerodinámico y, en concreto, el ruido generado por la capa límite turbulenta (CLT), que genera una fluctuación turbulenta de la presión en las paredes a lo largo del fuselaje, lo que provoca vibraciones y ruido interior. «Con la integración de nuevos dispositivos externos destinados a mejorar la comunicación a bordo y la tendencia a diseñar cabinas de pasajeros de mayor tamaño, el ruido generado por la CLT tendrá una mayor repercusión en el nivel de ruido interior de las aeronaves civiles de nueva generación», comenta Romain Leneveu, coordinador del proyecto financiado con fondos europeos CANOBLE. Las fuentes de ruido emitido por el fuselaje se modificarán en gran medida con el desarrollo de la nueva arquitectura de las aeronaves. Leneveu añade: «Esto contribuirá aún más al nivel de ruido en el interior. Por lo tanto, es esencial desarrollar tecnologías y procesos para hacer frente a estas modificaciones en la fase de diseño».
Propuesta de nuevas estrategias en el diseño de la arquitectura aeronáutica del mañana
Para reducir el nivel de ruido en el interior de las aeronaves generado por la CLT, el equipo de CANOBLE fabricó, equipó y probó una maqueta a escala real de una cabina de vuelo y una sección de la cabina de pasajeros en un túnel de viento aeroacústico de grandes dimensiones. El equipo desarrolló, instaló y validó tecnologías clave de prueba y simulación en este túnel de viento. Las principales tecnologías incluyen un sensor de presión superficial para medir las excitaciones de la CLT y un flujo de trabajo multifísico para modelizar el nivel de ruido interior. Para solventar las limitaciones relacionadas con la medición de la CLT, los socios del proyecto desarrollaron una innovadora instrumentación de matriz de presión superficial ultrafina. La matriz permite realizar mediciones precisas gracias a los sensores de presión. Los socios demostraron que la nueva generación de sensores microelectromecánicos numéricos «abrirá un nuevo campo de instrumentación que permitiría cuantificar cantidades impensables hoy día por el sector», explica Leneveu. «Ahora es posible una nueva fuente de ingresos gracias a la innovadora matriz de supersensores que lleva a cabo mediciones de la presión en las paredes». Los socios validaron además un flujo de trabajo numérico para predecir el nivel de ruido interior.
Creación de una base de datos experimental única
El equipo del proyecto creó una base de datos que incluye toda la información relativa a la aerodinámica, la presión de pared inestable, la vibración y la acústica. Leneveu comenta: «Se creó una novedosa base de datos experimental y numérica en beneficio de la comunidad europea relacionada con el ruido y de la industria aeronáutica europea». Hasta el momento, no existía ninguna base de datos de este tipo. Además, los miembros del equipo desarrollaron un nuevo banco de pruebas académico adecuado para la investigación aeronáutica. Brindar acceso a métodos de diseño destinados a lograr cabinas de vuelo y cabinas de pasajeros con mejor peso y nivel de ruido interior significa un gran paso adelante. «Reducir el peso es ecológico y un menor nivel de ruido conlleva una mayor comodidad», añade Leneveu. CANOBLE se encuentra ahora en fase de explotación. También tiene como objetivo llevar a cabo mediciones en condiciones de vuelo y diseñar una cabina de vuelo y una cabina de pasajeros con un bajo nivel de ruido interior a través de una futura financiación con fondos europeos. Leneveu concluye: «Propusimos un conjunto único de habilidades para reducir el ruido generado por la CLT en el interior de la cabina de vuelo y la cabina de pasajeros e introdujimos en el mercado servicios y “hardware” para diseñar unos equipos industriales y de movilidad más silenciosos y seguros. Fabricar aeronaves más silenciosas es a todas luces una ventaja competitiva en el mercado».
Palabras clave
CANOBLE, cabina de pasajeros, cabina de vuelo, CLT, aeronave, nivel de ruido interior, arquitectura de aeronaves
