Skip to main content
European Commission logo print header

Technologies for Active Vibration and Acoustic Comfort

Article Category

Article available in the following languages:

Tecnologías de vanguardia para reducir las vibraciones y el ruido en los aviones privados

La calidad y la comodidad de los vuelos en aviones privados se ven menoscabadas por el ruido y las vibraciones. Una iniciativa de la Unión Europea propuso tecnologías nuevas para reducir estas perturbaciones.

Transporte y movilidad icon Transporte y movilidad

Las vibraciones en las aeronaves se generan normalmente a causa del giro a alta velocidad de los motores y a las cargas aerodinámicas en los fuselajes. El motor es, por tanto, una fuente importante de ruido. Hay dos desafíos fundamentales interrelacionados en el desarrollo de aeronaves nuevas. Según comenta Michael Loupis, coordinador del proyecto TAVAC, financiado con fondos europeos: «En primer lugar, la comodidad de los pasajeros debe mejorarse continuamente. En segundo lugar, a medida que se introducen motores de aeronaves más potentes y eficientes y se adoptan nuevos fuselajes ligeros, aumenta la intensidad de las vibraciones del motor y del fuselaje, mientras que se reduce la capacidad de amortiguación de este último, con lo que se establece un límite al aumento de la eficiencia del fuselaje y del motor».

Nuevas técnicas de cancelación de ruido y vibración

Los socios del proyecto desarrollaron un sistema de control de vibraciones activo (AVCS, por sus siglas en inglés) que utiliza soportes de motor activos para adaptarse a las vibraciones del motor. Simularon y demostraron virtualmente el rendimiento operativo del AVCS en una aeronave a tamaño real con el objetivo de reducir sustancialmente la presión acústica de su fuselaje. El objetivo de reducción de 15 dB se superó utilizando un número mínimo de actuadores. Propusieron un actuador piezoeléctrico disponible comercialmente adecuado para los parámetros de instalación de la configuración antivibración. «La instalación del AVCS propuesto tuvo poco efecto en la rigidez previa de los puntos de montaje y funcionó con requisitos energéticos prácticamente insignificantes», señala Loupis. Los miembros del equipo diseñaron un sistema de cancelación activa de ruido (ANCS, por sus siglas en inglés) para disminuir la incomodidad que causa este en la zona de pasajeros y se integró en cada asiento de pasajero dotado de altavoces, micrófonos y dispositivos de ley de control de vuelo. Implementaron y probaron experimentalmente el ANCS en una configuración de dos asientos enfrentados para tres pasajeros dentro de una maqueta de cabina, labor que basaron en un algoritmo convencional por razones de fiabilidad y sencillez. El equipo probó el ANCS con diferentes señales de ruido. El sistema es capaz de reducir al menos 10 dB de ruido en la velocidad de rotación del motor y podría reducir en términos generales 15 dB de ruido en condiciones específicas. El peso total del controlador de la matriz de puertas lógicas programable en campo, los micrófonos, el altavoz, los amplificadores y la fuente de alimentación no supera los 9 kg. Los ingenieros al cargo también desarrollaron un AVCS con el que reducir las vibraciones aerodinámicas transferidas a la zona de pasajeros a través del suelo del fuselaje. Cuando se utilizan actuadores comerciales, la masa auxiliar necesaria supera las limitaciones de peso establecidas porque la rigidez del actuador impide ajustar libremente el amortiguador de masa sintonizado de rigidez variable semiactiva (SATMD, por sus siglas en inglés) al modo objetivo desde un principio. Además, la pila piezoeléctrica no está optimizada y, cuando se ajusta en modos inferiores, el rendimiento no es el óptimo; sin embargo, con una masa auxiliar mayor se consiguen reducciones de hasta 6 dB. Según añade Loupis: «El rendimiento del actuador a medida logra reducciones mayores, ya que es posible sintonizar el SATMD en el modo objetivo utilizando masa auxiliar en los límites del peso».

Ventaja competitiva gracias al rendimiento mejorado de la aeronave y la comodidad de los pasajeros

«Las tecnologías de acústica, vibraciones y control de ruido propuestas por TAVAC podrían tener un gran futuro, porque aumentarán la comodidad de los pasajeros, la calidad del transporte aéreo y los servicios prestados, y ofrecerán una ventaja competitiva para las nuevas aeronaves comerciales y regionales —concluye Loupis—. También aumentará el rendimiento de la aeronave y la eficiencia del combustible». Se espera que el proyecto tenga una gran repercusión en el desarrollo de tecnologías aplicadas destinadas a la mejora del rendimiento de las aeronaves, una prioridad clave de la iniciativa Clean Sky y el programa Flightpath 2050 de la Unión Europea.

Palabras clave

TAVAC, vibración, ruido, aeronave, motor, fuselaje, AVCS, ANCS, SATMD

Descubra otros artículos del mismo campo de aplicación