Zrozumieć hałas silnika, aby go zmniejszyć
Ograniczanie hałasu jest coraz ważniejszą kwestią podczas projektowania samolotów. W konwencjonalnych samolotach pasażerskich analizowanie źródeł hałasu jest bardzo trudne ze względu na skomplikowanie systemów i geometrii. Silniki turbowałowe są systemem modelowym do analizowania hałasu samolotowego, ale mają także duże znaczenie same w sobie. Silniki te optymalizują moc wału zamiast siły odrzutu i są powszechnie stosowane w śmigłowcach, innym bardzo hałaśliwym rodzaju statku powietrznego. Wydechowy hałas szerokopasmowy (od 0 do 4 kiloherzów (kHz)) to drugi najpoważniejszy rodzaj hałasu, powstający w wyniku spalania i pracy turbiny (kiedy gorące gazy wydechowe obracają łopatami) przy bardzo małym udziale odrzutu. Dzięki temu jest on reprezentatywny dla hałasu centralnej części silnika i oferuje prostszą geometrię bez hałasu biernego, umożliwiając badanie skomplikowanego zagadnienia, jakim jest generowanie hałasu przez samolot. Naukowcy uczestniczący w projekcie TEENI ("Turboshaft engine exhaust noise identification") wybrali do badania problemu hałasu ten prostszy system, reprezentatywny dla samolotowych turbin gazowych i mający kluczowe znaczenie dla minimalizacji hałasu emitowanego przez śmigłowce. Aby zidentyfikować i zminimalizować hałas z części centralnej silnika, naukowcy stworzyli nowe czujniki ciśnienia i temperatury nadające się do pracy w tych trudnych warunkach i umożliwiające mierzenie dynamicznych parametrów silnika. Skorelowano hałas mierzony z daleka z pomiarami wewnętrznymi. Opracowane w ramach projektu techniki rozróżniania źródeł hałasu (NSBT) posłużyły do określenia dominujących źródeł hałasu. Naukowcy opracowali też modele do oceny generowania, propagacji i promieniowania hałasu poprzez wydech turbiny. Pełnoskalowe testy na silniku turbowałowym umożliwiły przygotowanie kompleksowej bazy danych, pierwszej tego rodzaju. Wykazano, że hałas o niskiej częstotliwości generowany jest głównie przez spalanie. Turbina wysokociśnieniowa wytwarza przede wszystkim hałas o wysokich częstotliwościach. Hałasu szerokopasmowego o częstotliwości ponad 2 kHz nie udało się w pełni wyjaśnić, co wskazuje na kierunek przyszłych badań. Modele i czujniki TEENI są ważnym elementem zestawu narzędzi potrzebnych projektantom i producentom samolotów, dając nadzieję na ograniczenie hałasu. Technologie te powinny także mieć szansę na komercjalizację w wielu innych dziedzinach.
