Odkryte śmigła: eliminowanie barier dla upowszechnienia
UE podejmuje intensywne wysiłki zmierzające do zmniejszania poziomu hałasu i emisji samolotów. Większość dotychczasowych prac dotyczyła silników turbowentylatorowych powszechnie stosowanych we współczesnych samolotach pasażerskich, a hałas badano przede wszystkim w pobliżu lotnisk podczas startu i lądowania. Aby rozszerzyć zakres tych badań, zainicjowano finansowany przez UE projekt "Noise impact of aircraft with novel engine configurations in mid- to high altitude operations" (NINHA). Dążono do naukowego zbadania poziomów hałasu podczas przelotów na średnich i dużych wysokościach w przypadku samolotów z nowego typu silnikami z odkrytymi śmigłami przeciwbieżnymi. Jednym z kluczowych wyzwań dla badaczy było zweryfikowanie modeli długodystansowej propagacji hałasu na wysokościach przelotowych. W tym celu dokonano z małej i dużej odległości pomiarów słabnięcia hałasu docierającego na ziemię z samolotu śmigłowego z silnikiem konwencjonalnym. Dane pomiarowe odpowiadały przewidywaniom modeli, które dodatkowo uwzględniały lokalnie zmienne warunki atmosferyczne. Kolejnym wyzwaniem było dokonanie ekstrapolacji hałasu docierającego na ziemię na podstawie lokalnego poziomu hałasu mierzonego podczas pracy silników z odkrytymi śmigłami przeciwbieżnymi w tunelach aerodynamicznych. Badacze zastosowali dwie metody aeroakustyki obliczeniowej, aby opracować szczegółową bazę danych dla pomiarów z dużej odległości. Stworzone modele źródeł hałasu i jego propagacji zastosowano w pakiecie oprogramowania SOPRANO do przewidywania hałasu samolotów, co umożliwiło przewidywanie hałasu postrzeganego na ziemi podczas przelotu. Badacze opracowali też model wpływu hałasu przelotowego. Dane dotyczące hałasu samolotów z silnikami turbowentylatorowymi, turbośmigłowymi i z odkrytymi śmigłami przeciwbieżnymi pozyskano odpowiednio z badania EASA BANOERAC, osobnych pomiarów projektu NINHA i prognoz oprogramowania SOPRANO. W połączeniu z zarejestrowanymi przez projekt NINHA danymi z przelotów pozwoliło to określić wpływ hałasu przelotowego dla różnych samolotów i konfiguracji silników (np. silników z odkrytymi śmigłami przeciwbieżnymi w połączeniu z innymi typami). Na podstawie obliczeń wpływu badacze sformułowali wstępną ocenę trudności, na jakie może natrafić wprowadzenie nowej generacji samolotów z odkrytymi śmigłami przeciwbieżnymi. Stwierdzono, że zastosowanie współczesnych technologii powinno znacznie zmniejszyć hałas docierający z samolotów z odkrytymi śmigłami przeciwbieżnymi lecących na wysokościach przelotowych w porównaniu z beztunelowymi konstrukcjami wentylatorów stosowanymi w latach 80. Maksymalny poziom hałasu podczas rejsu powinien być porównywalny z hałasem wytwarzanym przez nowoczesne samoloty turbośmigłowe. Oczekuje się, że przed wprowadzeniem nowych samolotów do eksploatacji pod koniec lat 20. bieżącego stulecia uda się jeszcze bardziej ograniczyć hałas generowany przez otwarte wirniki.
Słowa kluczowe
Odkryte śmigła przeciwbieżne, turbowentylatorowe, hałas przelotu, wpływ hałasu, wysokości przelotowe
